Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN102270316B - 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备 - Google Patents

无线芯片以及具有无线芯片的电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN102270316B
CN102270316B CN201110104534.5A CN201110104534A CN102270316B CN 102270316 B CN102270316 B CN 102270316B CN 201110104534 A CN201110104534 A CN 201110104534A CN 102270316 B CN102270316 B CN 102270316B
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive layer
semiconductor devices
chip
circuit board
dielectric layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110104534.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102270316A (zh
Inventor
铃木幸惠
荒井康行
山崎舜平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of CN102270316A publication Critical patent/CN102270316A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102270316B publication Critical patent/CN102270316B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/45—Associating two or more layers
    • B42D25/465—Associating two or more layers using chemicals or adhesives
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07745—Mounting details of integrated circuit chips
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G06K19/07786—Antenna details the antenna being of the HF type, such as a dipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/66—High-frequency adaptations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/17—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6661—High-frequency adaptations for passive devices
    • H01L2223/6677—High-frequency adaptations for passive devices for antenna, e.g. antenna included within housing of semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0556—Disposition
    • H01L2224/05568—Disposition the whole external layer protruding from the surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05573—Single external layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16265—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being a discrete passive component
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32265—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being a discrete passive component
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01025—Manganese [Mn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01046—Palladium [Pd]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781—Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • H01L2924/07811—Extrinsic, i.e. with electrical conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H01M10/465—Accumulators structurally combined with charging apparatus with solar battery as charging system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本发明涉及无线芯片以及具有无线芯片的电子设备。本发明提供一种能够增加机械强度的无线芯片，和一种具有高耐用性的无线芯片。无线芯片包括具有场效应晶体管的晶体管、包括夹在导电层之间的介电层的天线和连接芯片和天线的导电层。另外，无线芯片包括具有场效应晶体管的晶体管、包括夹在导电层之间的介电层的天线、传感器装置、连接芯片和天线的导电层、以及连接芯片和传感器装置的导电层。另外，无线芯片包括具有场效应晶体管的晶体管、包括夹在导电层之间的介电层的天线、电池、连接芯片和天线的导电层以及连接芯片和电池的导电层。

Description

无线芯片以及具有无线芯片的电子设备
本申请是申请日为2006年3月23日、申请号为2006800110984、发明名称为“无线芯片以及具有无线芯片的电子设备”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种能够通过无线通信传送数据的无线芯片以及具有无线芯片的电子设备。
背景技术
近些年，包括多个电路和天线的无线芯片的发展有所进步。这种无线芯片称作ID标签、IC标签、IC芯片、RF(射频)标签、无线标签、电子设备标签和RFID(射频标识)标签，并已经被引入到一些市场中。
通过使用半导体衬底如硅和天线，目前投入到实际应用的很多这些无线芯片都包括电路(称作IC(集成电路)芯片)。天线通过如印刷方法、蚀刻导电薄膜的方法和电镀方法的技术形成(例如参考专利文献1)。
[专利文献1]日本专利特开No.Hei9-1970。
发明内容
通过上述技术形成的天线是薄膜或者是厚膜。附着到柔性材料如纸和塑料上的天线在弯曲或折叠方面的能力差，使得天线的一部分容易被破坏。而且，具有这种天线的无线芯片有耐用性低的问题。
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种能够增强机械强度的无线芯片。此外，本发明的目的是提供一种具有高耐用性的无线芯片。另外，本发明的目的是提供一种具有无线芯片的产品。
本发明的一个特征是这样一种芯片，其包括具有场效应晶体管的晶体管；具有介电层和把介电层夹在中间的多个导电层的天线，以及连接芯片和天线的导电层。
此外，本发明的一个特征是这样一种芯片，其包括具有场效应晶体管的晶体管；具有介电层和把介电层夹在中间的多个导电层的天线；传感器装置；连接芯片和天线的导电层，以及连接芯片和传感器的导电层。注意，芯片、天线和传感器装置安装于布线基板上。另外，芯片和传感器装置安装到布线基板中天线的相对侧。
此外，本发明的一个特征是这样一种芯片，其包括具有场效应晶体管的晶体管；具有介电层和把介电层夹在中间的多个导电层的天线；电池；连接芯片和天线的导电层，以及连接芯片和电池的导电层。注意，芯片、天线和电池安装于布线基板上。另外，芯片和电池安装于布线基板中天线的相对侧。
此外，本发明的一个特征是这样一种芯片，其包括具有场效应晶体管的晶体管；具有介电层和把介电层夹在中间的多个导电层的天线；电池；传感器装置；连接芯片和天线的导电层，连接芯片和电池的导电层，以及连接芯片和传感器装置的导电层。注意，芯片、天线、传感器装置和电池安装于布线基板上。另外，芯片、传感器装置和电池安装于布线基板中天线的相对侧。
注意，天线中把介电层夹在中间的该多个导电层分别用作辐射电极和地接触体。
此外，天线的介电层由陶瓷、有机树脂或者陶瓷和有机树脂的混合物形成。作为陶瓷的典型实例，可指定氧化铝、玻璃、镁橄榄石、钛酸钡、钛酸铅、钛酸锶、锆酸铅、铌酸锂、钛酸锆铅等。此外，作为介电层的典型实例，可指定环氧树脂、酚树脂、聚丁二烯树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂(bismaleimide triazine resin)、乙烯基苄基(vinylbenzyl)、聚富马酸(poly fumarate)等。
本发明的一个特征是这样一种电子设备，其具有上述无线芯片。作为这种电子设备的典型实例，可指定液晶显示设备、EL显示设备、电视机设备、移动电话、打印机、照相机、个人计算机、扬声器设备、头戴式耳机、导航设备、ETC车载设备、电子钥匙等。
此外，由于贴片天线(patch antenna)具有高机械强度，因此其能重复使用。因此，可以给贴片天线提供容器，其具有高耐用性且可重复利用，如可回收的容器。
此外，具有传感器装置的无线芯片能利用读/写器读取数据，该数据被传感器装置探测到。因此，可以控制质量数据并存储产品的状况。
此外，具有电池的无线芯片能自动将信号传送到读/写器。此外，能延长与读/写器的通信距离。
此外，具有电池和传感器装置的无线芯片能自动将通过传感器装置探测的数据传送到外部。因此，所探测的数据能实时地存储在数据库中。
附图说明
在附图中：
图1是描述涉及到本发明的无线芯片的截面图；
图2是描述涉及到本发明的无线芯片的截面图；
图3是描述涉及到本发明的无线芯片的截面图；
图4是描述具有涉及到本发明的场效应晶体管效应的芯片的截面图；
图5A至5D是描述可应用于本发明的贴片天线的透视图；
图6是描述涉及到本发明的无线芯片的图；
图7是描述涉及到本发明的无线芯片的图；
图8A和8B是描述涉及到本发明的无线芯片的图；
图9是描述涉及到本发明的无线芯片的操作方法的图；
图10是描述涉及本发明的无线芯片和读/写器的传输/接收方法的图；
图11A至11G是描述本发明的布线芯片的应用的图；
图12是描述本发明的布线芯片的应用的投影图；
图13A至13D是描述本发明的布线芯片的应用的图；
图14是描述可应用于本发明的高频电路的图；
图15是描述本发明的无线芯片的应用的图。
附图标记说明
20：无线芯片，31：探测元件，101：芯片，103：贴片天线，104：底部填料，110：介电层，111：导电层，112：导电层，113：供电层，114：底部填料，121：布线基板，122：传感器装置，126：连接端子，127：连接端子，129：导电层，141：电池，142：连接端子，143：连接端子，144：导电层，153：探测电路，201：介电层，202：导电层，203：导电层，204：供电点，205：退化分离元件，211：介电层，212：导电层，213：导电层，214：供电点，215：退化分离元件，221：介电层，222：导电层，223：导电层，224：供电层，225：退化分离元件，241：介电层，242：导电层，243：导电层，244：供电层，301：天线，302：双工器，303：低噪声放大器(LNA)，304：带通滤波器(BPF)，305：混频器，306：混合电路，307：带通滤波器(BPF)，308：SAW滤波器，309：放大器，310：混频器，311：局部振荡电路，312：放大器，313：基带单元，321：混频器，322：电压控制传输电路(VCO)，323：带通滤波器(BPF)，324：功率放大器(PA)，325：耦合器，326：衰减器(APC)，327：隔离器，328：低通滤波器，331：天线前端模块，332：隔离功率放大器模块，401：数据管理设备，500：衬底，502：场效应晶体管，503：栅绝缘膜，504：栅电极，508：层间绝缘层，511：层间绝缘层，512：连接端子，514：绝缘层，601：温室，605：无线芯片，608：读/写器，611：接口，612：数据库，613：端子，900：无线芯片，901：芯片，902：天线，903：算术处理电路部分，904：存储器部分，905：通信电路部分，906：传感器元件，907：电源电路部分，908：传感器装置，909：传感器电路，910：总线，912：解调电路，913：调制电路，920：读/写器，921：天线，922：通信电路部分，923：传送器，924：解调电路，925：调制电路，926：算术处理电路部分，927：外部接口部分，928：加密/解密电路部分，929：存储器部分，930：电源电路部分，931：外部电源，941：电信号，942：信号，952：传感器驱动电路，953：探测电路，954：A/D转换电路，955：用于复位的TFT，956：用于放大的TFT，957：用于偏置的TFT，958：放大侧的电源线，959：偏置侧的电源线，102a：导电层，102b：导电层，102c：导电层，104a：连接端子，104b：连接端子，123a：连接端子，123b：连接端子，124a：导电层，124b：导电层，125a：连接端子，125b：连接端子，2700：壳体，2701：面板，2702：外罩，2703：印刷布线基板，2704：操作按钮，2705：电池，2708：连接膜，2709：像素区，2710：无线芯片，3900：包，3901：自行车，3902：移动电话，3903：具有耳机的护目镜，3904：扬声器设备，3905：耳机，3906：焰火球，3950：检查设备，3951：无线芯片，3952：囊体，3953：填料，3955：检查设备，3956：电极，3960：床，3961：读/写器，3962：受检者，3963：体腔，3964：读/写器，501a：元件隔离区，505a：漏极区，506a：低浓度杂质区，507a：侧壁，509a：漏极布线，913a：调制电路。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的实施例模式。注意，本发明能以多种模式实施，并且本领域技术人员容易理解，在此公开的实施例模式和细节能以多种方式修改而不脱离本发明的目的和范围。因此，本发明不应解释为限于以下将给出的实施例的描述。注意，在描述实施例模式的所有图中，一些参考数字附属于相同部分或具有相似功能的部分，且省略其重复描述。
[实施例模式1]
参考图1对本发明的无线芯片的一个实施例模式进行描述。图1是无线芯片的截面图。
在本实施例模式的无线芯片中，具有场效应晶体管的芯片101和天线(以下，将其描述为贴片天线103)通过导电层102a和102b相连接。具体而言，形成于具有场效应晶体管的芯片101的表面上方的连接端子104a和贴片天线的供电层113通过导电层102a相连接。此外，形成于具有场效应晶体管的芯片101的表面上方的连接端子104b和用作贴片天线的地接触体的导电层112通过导电层102b相连接。此外，贴片天线103和具有场效应晶体管的芯片101的连接部分可以填充有底部填料(under fill)104。
贴片天线103包括介电层110；形成于介电层110的表面上方的第一导电层111；把介电层110夹在中间面对第一导电层111并形成于介电层110的另一表面上方的第二导电层112，和供电层113。第一导电层111用作辐射电极。第二导电层112用作地接触体。提供供电层113以使第一导电层111和第二导电层112不相互接触。此外，通过供电层113，从贴片天线向具有场效应晶体管的芯片、或者从具有场效应晶体管的芯片向贴片天线提供功率。注意，可以使用供电点代替供电层113。
在此，对贴片天线的结构进行描述。
贴片天线的介电层110可以利用陶瓷、有机树脂或者陶瓷和有机树脂的混合物形成。作为陶瓷的典型实例，可指定氧化铝、玻璃、镁橄榄石等。而且，可混合多种陶瓷。介电层110优选利用铁电材料形成，用于获得高介电常数。作为这种铁电材料的典型实例，可指定钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)、锆酸铅(PbZrO3)、铌酸锂(LiNbO3)、钛酸锆铅(PZT)等。而且，可混合多种铁电材料。
此外，作为有机树脂，可适当地使用热固性树脂或热塑性树脂。作为有机树脂的典型实例，可以采用环氧树脂、酚树脂、聚丁二烯树脂、BT树脂、乙烯基苄基、聚富马酸、氟化物树脂(fluoride resin)等。而且，可混合多种有机树脂材料。
当用陶瓷和有机树脂的混合物形成介电层110时，优选将颗粒状陶瓷的颗粒散布到有机树脂中来形成介电层110。此时，介电层110所含颗粒状陶瓷的量优选为20体积％或更多和60体积％或更少。此外，陶瓷的颗粒尺寸优选为1至50μm。
介电层110的相对介电常数为2.6至150，优选为2.6至40。通过使用具有高相对介电常数的铁电材料，能降低贴片天线的体积。
可以用选自金、银、铜、钯、铂、和铝的金属或者合金等形成贴片天线的第一导电层111、第二导电层112、供电层113。此外，可以通过印刷方法或电镀方法形成贴片天线的第一导电层111、第二导电层112、供电层113。此外，在通过汽相沉积方法、溅射方法等在介电层上形成导电膜之后，可以通过蚀刻部分导电膜形成每一导电层。
贴片天线103的平面面积优选为几mm×几mm至几十mm×几十mm。典型实例是7mm×7mm至12mm×12mm。贴片天线的厚度是1mm至15mm，典型地为1.5mm至5mm。关于贴片天线的形状，贴片天线的平面表面优选是具有矩形平面表面的平板；然而，其不限于此。也可使用具有圆形平面表面的平板。注意，在此的平面表面是其中形成用作辐射电极的第一导电层或用作地接触体的第二导电层的一种平面表面。
参考图5A至5D对贴片天线的结构作出描述。
图5A示出了一种贴片天线，其具有用作辐射电极的第一导电层202；介电层201；用作地接触体的第二导电层203；供电点204，和电源馈电线(power feeder)，其形成于在第一导电层202、介电层201和第二导电层203中提供的通孔中，并连接到供电点204。注意，电源馈电线连接到供电点204中的第一导电层202；然而，其不连接到第二导电层203。当用作辐射电极的第一导电层202是圆形形状且在关于一点相互对称的两个区域中存在退化分离元件205时，贴片天线是圆形极化波天线。同时，第一导电层202是圆形形状，贴片天线是线性极化波天线。
图5B示出了一种贴片天线，其具有用作辐射电极的第一导电层212；介电层211；用作地接触体的第二导电层213；供电点214，和电源馈电线，其形成于在第一导电层212、介电层211、和第二导电层213中提供的通孔中并连接到供电点214。注意，供电体连接到供电点214中的第一导电层212；然而，其不连接到第二导电层213。当用作辐射电极的第一导电层212是矩形的且在关于一点相互对称的两个角中存在退化分离元件215时，贴片天线是圆形极化波贴片天线。当第一导电层212是矩形形状时，贴片天线是线性极化波贴片天线。
图5C描述了一种贴片天线，其具有用作辐射电极的第一导电层222；介电层221；用作地接触体的第二导电层223，和供电层224。当用作辐射电极的第一导电层222是矩形的且退化分离元件225存在于关于一点相互对称的两个角中时，其是圆形极化波贴片天线。在第一导电层222是不具有退化分离元件225的矩形的情况下，贴片天线是线性极化波贴片天线。用作辐射电极的第一导电层222和供电层224通过间隙电容耦合。由于供电层224形成于介电层的侧表面上，因此可以进行表面安装。
由于图5A至5C中示出的贴片天线具有至介电层201、211和221的一个表面的用作地接触体的第二导电层203、213和223，因此它们在第一导电层202、212和222的侧处具有方向性。由此，电波被发射到第一导电层的侧。
图5D是一种贴片天线，其具有用作辐射电极的第一导电层242；介电层241；用作地接触体的第二导电层243，和供电层244。此外，如图5D中所示，正交缝隙在第一导电层242中成对角线形成。换句话说，十字形开口提供于用作辐射电极的第一导电层242中。因此，介电层241暴露于十字部分中。用作辐射电极的第一导电层242和供电层244通过间隙电容耦合。作为具有这种形状的贴片天线的典型实例，可指定CABPB1240、CABPB0730、CABPB0715(由TDK制造的产品)。由于供电层244形成于介电层241的侧表面上方，因此可以进行表面安装。具有这种结构的贴片天线由于用作辐射电极的第一电极层242的正交缝隙而不具有方向性，并由此，电波能在所有方向上发射。因此，不能决定安装空间或设置角。由此，可以在设计电子设备方面提高自由度。
此外，除了图5A至5D中所示的贴片天线之外还可使用已知的贴片天线。
特别地，通过使用圆形极化波的贴片天线，可以进行传输/接收如第三代数据通信、分组通信和GPS(全球定位系统(1.5GHz))的传输/接收、卫星数字广播(2.6GHz)、PAN(个人区域网)如无线LAN(局域网)(2.4GHz，5.2GHz)、用于连接信息设备的无线通信技术(蓝牙(商标)(2.4GHz))、或者UWB(超宽带)(3至10GHz)等。
参考图4对具有场效应晶体管的芯片101进行描述。
图4描述了具有场效应晶体管的芯片101的截面图。元件隔离区域501a至501e形成于结构500上方，场效应晶体管502形成于每个元件隔离区域501a至501e之间。
场效应晶体管502包括形成于单晶半导体衬底上方的栅绝缘膜503，形成于栅绝缘膜上方的栅电极504，在单晶半导体衬底中的源极和漏极区505a和505b，形成于栅电极上方的层间绝缘层508，以及连接到源极和漏极区505a和505b的源极和漏极布线509a和509b。注意，可以包括形成于栅电极504和栅绝缘膜503的侧壁处的侧壁507a和507b或者由单晶半导体衬底中的侧壁507a和507b覆盖的低浓度杂质区域506a和506b。
衬底500是单晶半导体衬底或者是化合物半导体衬底。作为典型实例，可指定n型或p型单晶硅衬底，GaAs衬底、InP衬底、GaN衬底、SiC衬底、蓝宝石衬底、ZnSe衬底等。可替换地，可使用SOI衬底(绝缘体上硅)。在该实施例模式中，使用n型单晶硅衬底作为衬底500。
元件隔离区域501a至501e适当地通过已知方法形成，例如LOCOS(硅的局部氧化)方法或沟槽隔离方法。在此，氧化硅层通过沟槽隔离方法形成，作为元件隔离区域501a至501e。
栅绝缘膜503通过热氧化单晶半导体衬底形成。栅电极504可以是厚度为100至300nm的多晶硅层，或者是包括形成于多晶硅层上方的硅化物层如硅化钨层、硅化钼层和硅化钴层的叠置结构。而且，氮化钨层和钨层可以叠置于多晶硅层上方。
对于源极和漏极区505a和505b，可使用其中将磷添加到p阱区中的n+区或将硼添加到n阱区中的p+区。对于低浓度杂质区域506a和506b，可使用其中将磷添加到p阱区中的n-区或将硼添加到n阱区中的p-区。在此，由于使用n型单晶硅衬底，因此形成通过添加硼至衬底形成的p+区的源极和漏极区，以及p-区的低浓度杂质区域。注意，硅化物如硅化锰、硅化钨、硅化钛、硅化钴和硅化镍可包括在源极和漏极区505a和505b中。通过在源极和漏极区的表面中具有硅化物，能降低源极和漏极布线以及源极和漏极区的连接电阻。
侧壁507a和507b在衬底上方通过CVD方法形成了使用氧化硅形成的绝缘层，且它们可以通过利用RIE(反应离子蚀刻)方法各向异性蚀刻绝缘层形成。
层间绝缘层508用无机绝缘材料形成，如氧化硅和氧氮化硅，或者由有机绝缘材料形成，如丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂(polyimidresin)。在使用涂覆方法如旋涂方法和辊涂机的情况下，在涂覆溶解在有机溶剂中的绝缘膜材料之后，可使用通过热处理用氧化硅形成的绝缘层。在此，层间绝缘层508用氧化硅形成。
源极和漏极布线509a和509b优选通过组合低值电阻器材料如铝(Al)和使用具有高熔点的金属材料的阻挡金属如钛(Ti)和钼(Mo)形成。具体而言，可指定钛(Ti)和铝(Al)的叠置结构以及钼(Mo)和铝(Al)的叠置结构。
除了场效应晶体管之外，具有场效应晶体管的芯片101还可以包括电阻器元件、电容器等。
层间绝缘层511形成于层间绝缘层508以及源极和漏极布线509a和509b上方。层间绝缘层511以与层间绝缘层508相同的方式形成。连接到场效应晶体管502的连接端子512和513提供于层间绝缘层508上方。
可以形成覆盖一部分的连接端子512和513以及层间绝缘层511的绝缘层514。由于绝缘层514用作保护层，因此优选其使用氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、DLC(类金刚石碳)等形成。
连接贴片天线103和具有场效应晶体管的芯片101的导电层102a和102b用凸起、导电胶、抗扭曲(antistrophic)导电粘接剂、抗扭曲导电膜等形成。替换地，可以使用凸起和导电胶。而且，可使用凸起和抗扭曲导电粘接剂，或者凸起和抗扭曲导电膜。在这种情况下，导电层和连接端子通过凸起和导电颗粒相连接。
抗扭曲导电膜和抗扭曲导电粘接剂是粘性有机树脂，其中扩散了几nm至几μm的颗粒尺寸的导电颗粒。作为有机树脂，可指定环氧树脂、酚树脂等。导电颗粒用选自金、银、铜、钯或铂的一种或多种元素形成。替换地，可以使用具有这些元素的多层结构的颗粒。另外，可以使用其表面涂覆有薄膜的导电颗粒，该薄膜用选自金、银、铜、钯、或铂的一种或多种金属形成。该颗粒用树脂形成。
底部填料104具有加强具有场效应晶体管的芯片101和贴片天线103的连接部分、以及防止水从外部进入等的功能。底部填料104用环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等形成。
参考图6对本实施例模式中示出的无线芯片900的结构进行描述。本实施例模式的无线芯片900包括具有场效应晶体管的芯片901和天线902。
具有场效应晶体管的芯片901包括算术处理电路部分903、存储器部分904、通信电路部分905和电源部分907。存储器部分904包括仅用于读取的存储器，或者一个或两个可改写存储器。存储器部分904用选自静态RAM、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、快闪存储器和有机存储器的一个或多个形成，从而在任何时候都能记录从外部通过天线902接收的数据。
注意，有机存储器是这样一种存储器，即具有有机化合物的层被提供于一对电极之间。另外，有机存储器是这样一种存储器，即在一对电极之间提供有机化合物和无机化合物的混合层。作为有机化合物的典型实例，可指定其结晶状态、导电性或者形状通过施加电压或者发光而改变的材料。通常，可以使用掺杂有通过吸收光而产生酸的化合物的共轭聚合物(光氧化产生剂)、具有空穴传输特性的有机化合物、或者具有电子传输特性的有机化合物。
由于有机存储器能实现其尺寸和厚度的降低，并同时增加其容量，因此通过使用有机存储器提供存储器部分904，无线芯片能实现其尺寸和重量的降低。
注意，可以形成存储器部分904的结构使得可以在任何时候写入。此外，存储器部分904可以具有其中数据不消失的浮置栅结构的存储元件。尤其，可以利用具有浮置栅结构并且其中仅能写入一次数据的存储元件。通过简化功能，能降低无线芯片的尺寸。而且，也能实现功耗降低。
通信电路部分905包括解调电路912和调制电路913。解调电路912解调通过天线902输入的信号，并将其输出至算术处理电路部分903。该信号包括将被存储在存储器部分904中的数据。从存储器部分904读出的数据通过算术处理电路部分903输出到调制电路913。调制电路913将信号调制为适合于无线通信的信号，并通过天线902输出到外部设备。
操作算术处理电路部分903、存储器部分904和通信电路部分905所需的电功率通过天线902提供。
天线902接收从称作读/写器的外部设备提供的电磁波，并在电源电路部分907中产生所需的电功率。根据将被传送的频带适当地设计天线902。电磁波的频带是在30至135kHz范围内的长波带，可使用在6至60MHz范围内(通常为13.56MHz)的短波带，在400至950MHz范围内的超短波带，在2至25GHz范围内的微波带等。对于长波带和短波带的天线，使用利用借助环形天线的电磁感应的类型。此外，可以使用利用了交互感应效应(电磁耦合型)或由于静电导致的感应效应(静电耦合型)的类型。在电源电路部分907中产生电功率。天线902可以通过将数据通信天线和电源天线分离来提供。
图1中所示的贴片天线103可用于图6中所示的天线902，以及图1中所示的具有场效应晶体管的芯片101可用于图6中所示的具有场效应晶体管的芯片901。结果，无线芯片的耐用性增加了。
[实施例模式2]
参考图2对本发明的无线芯片的一个实施例模式进行描述。图2是无线芯片的截面图。在本实施例模式中，对包括具有场效应晶体管的芯片、贴片天线和传感器装置的无线芯片结构进行描述。
在本实施例模式的无线芯片中，具有场效应晶体管的芯片101安装于布线基板121上。特别地，在具有场效应晶体管的芯片101的表面上方形成的连接端子104a至104c和在布线基板121上方形成的连接端子125a至125c分别通过导电层102a至102c相连接。
传感器装置122安装于布线基板121上方。具体地，在传感器装置122的表面上方形成的连接端子126和在布线基板121上方形成的连接端子127通过导电层129相连接。
在布线基板121上形成的连接端子125a至125c和连接端子127通过布线和在辅助孔(via hole)、通孔等中形成的导电层相连接，所述辅助孔、通孔等形成于布线基板121上方。换句话说，具有场效应晶体管的芯片101和传感器装置122电连接。
贴片天线103安装于布线基板121上方。具体地，贴片天线103的供电层113和形成于布线基板121上方的连接端子123a通过导电层124a相连接，且用作贴片天线的地接触体的导电层112和在布线基板上方形成的连接端子123b通过导电层124b相连接。
连接端子123a和125a通过在布线基板121的辅助孔、通孔等中形成的导电层相连接，其于图中未示出。以相同的方式，连接端子123b和连接端子125b分别通过在布线基板121的辅助孔、通孔等上方形成的导电层相连接。换句话说，具有场效应晶体管的芯片101和贴片天线103电连接。
在此，贴片天线103和具有场效应晶体管的芯片101安装于布线基板121的相对侧处。由此，在布线基板121的一个面上方形成连接端子123a和123b，并且在布线基板121的另一个面上方形成连接端子125a和125b。然而，连接端子123a和123b以及连接端子125a和125b可以形成于布线基板121的一个面上方，且具有场效应晶体管的芯片101和贴片天线103可以形成于布线基板的另一个面上方。
布线基板121是板状基板或者是柔性基板。此外，布线基板121采用多层布线基板，其在基板中具有多个布线层。作为硬布线基板，可指定用玻璃环氧树脂、陶瓷、氧化铝、氮化物氧化铝(nitride alumina)等形成的基板。作为柔性布线基板，通常可指定用聚酰亚胺形成的基板，如TAB(带自动接合)基板或FPC(柔性印刷基板)等。
形成于布线基板121上方的连接端子123a、123b、125a至125c和127用铜、金等形成。每一个连接端子连接到在布线基板121的表面上方或内部形成的布线。
贴片天线103和布线基板121的连接部分、具有场效应晶体管的芯片101和布线基板121的连接部分以及传感器装置122和布线基板121的连接部分可用底部填料114至116填充。
导电层102c、124a和124b以及导电层129以与实施例模式1中所示的导电层102a和102b相同的方式形成。此外，底部填料114至116以与实施例模式1中所示的底部填料104相同的方式形成。
在此，参考图7对本发明的无线芯片的结构进行描述。除了实施例模式1中所示的无线芯片之外，本实施例模式的无线芯片也包括传感器装置908，其通过总线910连接到算术处理电路部分903。此外，传感器装置908包括传感器元件906和传感器电路909。
作为传感器装置，使用能通过物理或化学方法探测温度、压力、流速、光、磁、声波、加速度、湿度、气体成分、液体成分、或其他特性的装置。传感器装置908包括传感器元件906和控制传感器元件906的传感器电路909。传感器元件906用诸如下述的元件形成：低值电阻器元件、电容耦合元件、感应耦合元件、光电动元件、光电转换元件、热电动元件、晶体管、热敏电阻、二极管、静电电容元件、和压电元件。注意，可提供多个传感器元件906。在这种情况下，能同时探测多个物理量和化学量。
注意，在此的物理量指的是温度、压力、流速、光、磁、声波、加速度、湿度等，而化学量指的是化学材料，如气体成分诸如气体、和液体成分诸如离子。除上述之外，化学量还指有机化合物，如包括在血液、汗液、尿液等中的特定生物学材料(例如，血液中的血糖水平等)。特别地，在探测化学量的情况下，由于需要选择性地探测特定材料，因此预先在探测元件31中提供与将被探测的材料选择性反应的材料。例如，在探测生物学材料的情况下，优选在聚合物分子等中固定(fix)酶、电阻器分子(resistor molecule)、微生物细胞(microbialcell)等，其与将通过探测元件31探测的生物学材料选择性地反应。在此，用单晶硅形成的光学传感器用作传感器元件906。
传感器电路909探测阻抗、电抗、电感和电压或电流的变化，并进行模/数转换(A/D转换)以将信号输出到算术处理电路部分903中。
通过传感器装置908探测的数据通过总线910和算术处理电路部分903被输出到调制电路913的每一个。调制电路913将信号调制成无线通信可接受的信号，并通过天线902输出至外部设备。
注意，可以适当组合本实施例模式和实施例模式1。
本实施例模式的无线芯片能将通过传感器装置探测的数据传送到外部。而且，本实施例模式的无线芯片能将通过传感器装置探测的数据转换成信号并通过天线将该信号传送到读/写器。由此，能增加保密性。此外，由于通过传感器探测的数据能被存储在存储器部分中，因此具有传感器功能的设备能降低其尺寸。
[实施例模式3]
参考图3对本发明的无线芯片的一个实施例模式进行描述。图3是无线芯片的截面图。
本实施例模式的无线芯片是这样一种无线芯片，其中将电池添加到实施例模式1中示出的无线芯片。具体地，形成于具有场效应晶体管的芯片101的表面上方的连接端子104a至104c以及形成于布线基板121上方的连接端子125a至125c分别通过导电层102a至102c相连接。
电池141安装于布线基板121上方。具体地，在电池141的表面上方形成的连接端子142和在布线基板121上方形成的连接端子143通过导电层144相连接。
注意，在布线基板121上方形成的连接端子125a至125c和连接端子143通过在布线基板上方形成的导电层如布线、辅助孔和通孔相连接。换句话说，连接具有场效应晶体管的芯片101和电池141。具体地，连接具有场效应晶体管的芯片101的电源电路部分907和电池141。
贴片天线103安装于布线基板121上方。具体地，贴片天线103的供电层113和在布线基板121上方形成的连接端子123a通过导电层124a相连接。用作贴片天线的地接触体的导电层112和形成于布线基板上方的连接端子123b通过导电层124b相连接。换句话说，连接具有场效应晶体管的芯片101和贴片天线103。
电池141优选是紧凑尺寸，更优选是厚度为0.5mm或更少和0.1mm或更多的片状。而且，电池优选是方形的以便容易制造；然而，其可以是圆形、椭圆形或多边形。而且，电池141可以是原电池或二次电池。电池141可通过使用锂电池降低其尺寸，该锂电池优选是利用凝胶状电解质的锂聚合物电池，利用凝胶状电解质的有机基电池，和锂离子电池等。
如果电池141是二次电池，则优选给布线基板121提供一种装置，该装置具有光电动效应，如使用单晶硅或非晶硅的太阳能电池，和染料敏化太阳能电池(dye-sensitised solar cell)。替换地，可以提供转换通过负载产生的能量或者由于压电效应实施为电信号的压电元件。
贴片天线103和布线基板121的连接部分、具有场效应晶体管的芯片101和布线基板121的连接部分以及电池141和布线基板121的连接部分可以填充有底部填料114至116。
注意，可以适当地组合本实施例模式和实施例模式1。此外，电池141可以被添加到实施例模式2中所示的具有传感器装置的无线芯片。
具有电池141的无线芯片能自动地将信号传送到读/写器。
[实施例1]
本发明的无线芯片的用途广泛。例如，可以通过将其安装到产品上来使用无线芯片20，所述产品例如是车辆(例如图11B中所示的自行车3901，和汽车)；杂货；植物；衣物；生活用品(livingware)(例如图11A中所示的包3900)；电子设备；检查装置；和焰火球(fireworks ball)(参考图11G)；动物，和人体。所述电子设备包括液晶显示设备、EL(电致发光)显示设备；电视机设备(其简称为TV、TV接收机、电视机接收机)、移动电话3902(参考图11C)、打印机、照相机、个人计算机、具有耳机的护目镜3903(参考图11D)、扬声器设备3904(参考图11E)、头戴式耳机3905(参考图11F)、导航设备、ETC(电子收费系统：收费公路的自动收费系统)车载设备、电子钥匙等。
通过在包3900、自行车3901等上提供本发明的无线芯片20，可以用GPS探测那些产品的位置。结果，可以定位被偷的自行车。而且，可以便于寻找丢失的人。
通过在移动电话3902上提供本发明的无线芯片20，可以实现数据的传输/接收，和电话通信。
而且，通过在具有耳机的护目镜3903、扬声器设备3904或头戴式耳机3905上提供本发明的无线芯片，可收听利用音频设备播放的音乐而不需要用代码连接音频设备和电子设备。除了无线芯片20之外，小型硬盘(存储器件)也可包括在具有耳机的护目镜3903中。在无线芯片20包括中央处理单元的情况下，由于通过音频设备编码的音频信号可以利用具有耳机的护目镜3903、头戴式耳机3905或扬声器设备3904接收、解调并放大，因此能高度保密地收听声音。而且，具有耳机的护目镜3903或者头戴式耳机3905可能由于其是无代码的(codeless)而易于用旧，扬声器3904可被容易地设定。在这种情况下，优选在具有耳机的护目镜上和扬声器设备上提供电池。
通过在焰火球3906上提供本发明的无线芯片20，可以实施质量管理。具体地，通过在填充到焰火球内部的粉末中或者在焰火球的表面上提供具有传感器装置的无线芯片20，能将由传感器装置探测到的诸如焰火球的湿度、温度等的数据传送到读/写器。结果，除了焰火球的质量管理之外，还可以防止引起潮湿的焰火球，并由此，能防止由于未爆炸的焰火球下落导致的意外事故。
通过安装到印刷基板上、附着到表面上或嵌入，将本发明的无线芯片固定到产品上。例如，如果用有机树脂形成封装，则无线芯片嵌入到有机树脂中。通过在产品如食物；植物；衣物；生活用品；和电子设备，动物和人体上提供无线芯片，能增强诸如探测系统和测试系统的系统的效率。
接下来，参考附图对安装了本发明的无线芯片的电子设备的一个模式进行描述。在此示出的电子设备是移动电话，其包括机壳2700和2706、面板2701、外罩2702、印刷布线基板2703、操作按钮2704和电池2705(参考图12)。面板2701结合到外罩2702中，其容易被剥离，且外罩2702附着到印刷布线基板2703上。外罩2702的形状和尺寸根据电子设备而适当改变，将面板2701结合到该电子设备中。被封装的多个半导体器件和本发明的无线芯片2710安装到印刷布线基板2703上。
面板2701通过连接膜2708连接到印刷布线基板2703。除了操作按钮2704和电池2705之外，上述面板2701、外罩2702和印刷布线基板2703也结合到机壳2700和2706中。包括在面板2701中的像素区2709被定位以便从提供于机壳2700中的开口被识别。
注意，机壳2700和2706是示为移动电话的外观的一个实例的描述，并且涉及到本发明的电子设备能根据其功能和使用改变成多种模式。
在此，参考图14对由移动电话的数据解调和调制电路表示的高频电路的框图进行描述。
首先，对将由天线接收的信号传送到基带单元中的过程进行描述。所接收的被输入到天线301中的信号被从双工器(duplexer)302输入到低噪声放大器(LNA)303中并被放大成规定信号。所接收的被输入到低噪声放大器(LNA)303中的信号通过带通滤波器(BPF)304以被输入到混频器305中。RF信号从混合电路306输入到混频器305中，且RF信号分量在带通滤波器(BPF)307中被去除以便被解调。所接收的从混频器305输出的信号在通过SAW滤波器308之后在放大器309中被放大并被输入到混频器310中。规定频率的局部振荡信号被从局部振荡电路311输入到混频器310中，被转换成所需频率，并通过放大器312放大成规定水平。之后，将信号传输到基带单元313中。天线301、双工器302和低通滤波器328被描述为天线前端模块331。
接下来，对用天线传输信号的过程进行描述，该信号从基带单元被传输。从基带单元313传输的信号与来自混合电路306的RF信号通过混频器321相混合。混合电路306由电压控制传输电路(VCO)322连接，并由此提供规定频率的RF信号。
在通过带通滤波器(BPF)323之后，通过混频器321对其进行RF调制的传输信号被功率放大器(PA)324放大。功率放大器(PA)324的一部分输出从耦合器325中取出，并通过衰减器(APC)326被调整为规定水平。之后，该输出再次输入到功率放大器(PA)324中，并被调整以便稳定功率放大器(PA)324的增益。在通过用于防止回流的隔离器327和低通滤波器(LPF)328之后，从耦合器325传输的信号被输入到双工器302中，并从与双工器302连接的天线301传送。注意，衰减器(APC)326、功率放大器(PA)324、耦合器325和隔离器327被描述为隔离功率放大器模块332。
本发明的无线芯片能降低其部件数目，因为该芯片包括由上述调制和解调电路和天线表示的高频电路。由于能降低安装到布线基板上的部件数目，因此可以降低布线基板的面积。结果，可最小化移动电话。
接下来，参考图13A至13D对能无线传输所探测的生物体的功能数据的检查设备的一个实例进行描述。在图13A中所示的检查设备3950中，本发明的无线芯片3951被包括在涂覆有保护层的囊体3952中。在囊体3952和无线芯片3951之间可以填充有填料3953。
在图13B中示出的检查设备3955中，本发明的无线芯片3951被包括在涂覆有保护层的囊体3952中。此外，无线芯片的电极3956在囊体3952的外部被暴露。在囊体3952和无线芯片3951之间可以填充有填料3953。
检查设备3950和3955的无线芯片3951包括如实施例模式2或3中示出的传感器装置。在该传感器装置中，测量物理量和化学量以便探测生物体的功能数据。注意，可以通过将所探测的结果转换成信号而传输到读/写器。对于物理量，如果探测压力、光、声波等，则可以使用其中电极没有暴露于囊体3952的外部的检查设备3950。如果探测化学材料如温度、流速、磁性、加速度、湿度、气体成分比如气体、和液体成分比如离子，则优选使用其中电极3956暴露于如图13B中所示的囊体3952的外部的检查设备3955。
如果检查设备将人体内部成像，则发光器件如LED(发光二极管)和EL可提供于检查设备中。结果，可以将人体内部成像。
提供于囊体表面中的保护层优选包括类金刚石碳(DLC)、氮化硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者氮化碳。囊体和填料是适当选择的已知材料。通过在囊体中提供保护层，可以防止囊体或无线芯片在体内熔化和变性。
注意，如实施例模式3中所示的具有电池的无线芯片可用于传感器装置，以便将来自检查设备的所探测的结果的数据自动传输到读/写器。
接下来，对检查设备的方法进行描述。检查设备3950或3955被受检者3962吞下，且在体腔3963内移动。由无线芯片的传感器装置探测的结果被传输到设置在受检者附近的读/写器3961。读/写器接收这些结果。结果，受检者的生物体的功能数据可以当场被探测到，而不用收集无线芯片。而且，可获取体腔和消化器官的图像。
通过在受检者3962中嵌入检查设备3950或3955，如图13D中所示，将由无线芯片的传感器装置探测的结果传输到设置在受检者附近的读/写器3964。在这种情况下，检查设备3955嵌入到体内，以便使电极3956与受检者的身体的一部分接触以便进行测量。读/写器接收这些结果。所接收的结果被存储并被生物学数据管理计算机处理，可以管理受检者的生物学数据。此外，通过在床3960中提供读/写器3964，可以一直为由于身体功能缺陷而难于移动的受检者探测生物学数据。由此，能管理疾病状态和健康状况。
本实施例可以与上述实施例模式中的任何一个适当地组合。
[实施例2]
在本实施例中，参考图8A至10对通过传感器装置的探测方法和在具有传感器装置的无线芯片中所探测的数据的传输/接收方法进行描述。
图8A描述了探测环境或发光亮度的传感器装置的一个实例。传感器装置908具有传感器元件906和传感器电路909。传感器元件906利用光电二极管、光电晶体管等形成。传感器电路909包括传感器驱动电路952、探测电路153和A/D转换电路954。
图8B描述了探测电路953。如果用于复位的TFT 955是导通的，则将反向偏置施加到传感器元件906。在此，在负侧端子中传感器元件906的电势被充电至电源电压的电势，且该操作被称作复位。之后，使用于复位的TFT 955不导通。此时，由于传感器元件906的电动力，电势状态随着时间的过去而改变。换句话说，由于在光电转换中所产生的电荷，被充电到电源电压的电势的负侧端子中传感器元件906的电势逐渐降低。在经过一定时间之后，如果用于偏置的TFT 957导通，则信号通过用于放大的TFT 956输出到输出侧。在这种情况下，用于放大的TFT 956和用于偏置的TFT 957以所谓的源极跟随器电路的方式操作。图8B描述了其中源极跟随器电路由n沟道TFT形成的实例；然而，很明显，其可以由p沟道TFT形成。电源电压Vdd被加到放大侧的电源线958上。参考电势O伏特施加到偏置侧的电源线959。用于放大的TFT的漏极侧端子连接到放大侧的电源线，并且源极侧端子连接到用于偏置的TFT 957的漏极端子。用于偏置的TFT 957的源极侧端子连接到在偏置侧的电源线959。偏置电压Vb施加到用于偏置的TFT 957的栅极端子，并且偏置电流Ib流到该TFT。用于偏置的TFT 957基本上用作恒流源。输入电压Vin施加到用于放大的TFT 956的栅极端子，并且源极端子成为输出端子。源极跟随器电路的输入和输出关系表示如下：Vout＝Vin-Vb。输出电压Vout通过A/D转换电路954被转换成数字信号。该数字信号被输出到算术处理电路部分903。
图9是描述数据管理设备401和具有传感器装置908的无线芯片900的操作的流程图。数据管理设备401传输控制信号如传感器装置启动信号、数据读取信号和数据写入信号。控制信号由无线芯片900接收。无线芯片900用算术处理电路区分控制信号。之后，确定进行以下三个操作中的哪一个操作：通过操作传感器元件906测量和存储数据；读取在存储器部分中存储的数据；和在存储器部分中写入数据。在数据的测量和存储操作中，操作传感器电路909，并读取传感器元件906的信号。然后，该信号通过传感器电路909被二进制化，并被存储在存储器部分中。在写入数据的操作中，从数据管理设备401传送的数据被写入到存储器部分904中。在读取存储在存储器部分中的数据的操作中，存储器部分904的数据被读出，并被传输到数据管理设备401。通过传输信号或者根据需要产生操作电路所需的功率。
接下来，参考图10对利用数据管理设备401的读/写器传输和接收由无线芯片的传感器装置908探测的数据的系统进行描述。图10描述了传输和接收本发明的无线芯片900和无线芯片900的数据的读/写器920的一个实例。读/写器920包括通信电路部分922，其具有天线921、传送器923、解调电路924和调制电路925。此外，包括算术处理电路部分926和外部接口部分927。为了通过加密传输和接收控制信号，包括加密/解密电路部分928和存储器部分929。电源电路部分930将电功率提供到每一个电路，并将从外部电源931提供的电功率提供给每一个电路。
在用算术处理电路部分903处理由无线芯片900的传感器装置908探测的数据之后，该数据被存储在存储器部分904中。由于无线芯片900的天线902中的电磁感应，在通过读/写器920的调制电路925之后作为电波被传输的信号942被转换成AC电信号。在通信电路部分905的解调电路912中，AC电信号在随后阶段中被解调并被传送到算术处理电路部分903。在算术处理电路部分903中，根据所输入的信号，召集(call up)被存储在存储器部分904中的由传感器装置探测的数据。之后，从算术处理电路部分903将该信号传输到调制电路913，并且该信号在调制电路913中被调制成AC电信号。之后，AC电信号941通过天线902被传输到读/写器920的天线921。
用读/写器920的天线921接收的AC电信号941用通信电路部分922的解调电路924解调，并在随后阶段中被传输到算术处理电路部分926和外部接口部分927。之后，通过传感器装置探测的数据在连接到外部接口部分927和数据管理设备401如计算机的显示器上被显示。
[实施例3]
本实施例参考图15描述了温室和家种植物(domesticated plant)的管理系统。
在图15中示出的温室和家种植物的管理系统中，无线芯片605至607被包括在每一个温室601至603中。无线芯片605至607具有电池和传感器装置。此外，使用探测温度、湿度、光强度等的传感器装置。
无线芯片的传感器装置测量数据，如温室601至603的温度、湿度和发光强度，并将结果传输到读/写器608。由于本实施例的无线芯片具有电池，因此可以将传输距离设置得长。由此，读/写器不必提供于每个温室中，因此能降低读/写器的数目。
读/写器608连接到接口611。由读/写器608接收的数据如温室的温度、湿度、发光强度等通过接口611被传输到数据库612，如生产者的房屋、管理中心等。数据如温度、湿度、发光强度等在提供于生产者的房屋、管理中心等中的终端613中被显示，且将该数据存储在数据库中。
接口611是用于通过因特网、电话线等传输和接收通过无线芯片605至607的传感器装置探测的数据至外部的装置。
通过在温室中提供本发明的无线芯片，可以远程实时地了解诸如温度、湿度、发光强度等的数据，并能记录详细的培养数据。
可以适当地组合本实施例和上述实施例模式中的任何一种。
本申请基于2005年3月31日在日本专利局提交的日本专利申请序列号no.2005-103233，且在此并入其全部内容作为参考。

Claims (26)

1.一种半导体器件，包括：
第一导电层；
第二导电层；
设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间的介电层；
设置在所述介电层上的第三导电层；
包括场效应晶体管的芯片；
在所述介电层和所述芯片之间的第四导电层；
设置在所述芯片的表面上的第一连接端子；
在所述介电层和所述芯片之间的第五导电层；以及
设置在所述芯片的所述表面上的第二连接端子，
其中所述第一连接端子通过所述第四导电层电连接到所述第二导电层，
其中所述第二连接端子通过所述第五导电层电连接到所述第三导电层，
其中所述第一导电层形成在所述介电层的第一表面上，
其中所述第二导电层形成在所述介电层的第二表面上，
其中所述第三导电层形成在所述介电层的侧面、所述第一表面和所述第二表面上，并且
其中所述第一导电层和所述第三导电层通过间隙电容耦合。
2.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第四导电层包括凸起、导电胶、抗扭曲导电粘接剂或者抗扭曲导电膜。
3.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述场效应晶体管包括n型单晶硅衬底、p型单晶硅衬底、GaAs衬底、InP衬底、GaN衬底、SiC衬底、蓝宝石衬底、ZnSe衬底或SOI衬底。
4.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二导电层和所述芯片的连接部分填充有底部填料。
5.如权利要求4所述的半导体器件，其中所述底部填料包括环氧树脂、丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂。
6.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述半导体器件包括高频电路。
7.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述介电层包括选自氧化铝、玻璃、镁橄榄石、钛酸钡、钛酸铅、钛酸锶、锆酸铅、铌酸锂和钛酸锆铅的一种或多种材料。
8.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述介电层包括选自环氧树脂、酚树脂、聚丁二烯树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、乙烯基苄基和聚富马酸的一种或多种材料。
9.一种电子设备，包括如权利要求1所述的半导体器件。
10.如权利要求9所述的电子设备，其中所述电子设备是液晶显示设备、EL显示设备、电视机设备、移动电话、打印机、照相机、个人计算机、具有耳机的护目镜、扬声器设备、头戴式耳机、导航设备或电子钥匙。
11.如权利要求1所述的半导体器件，还包括：
布线基板；以及
传感器装置，
其中所述布线基板设置在所述第二导电层和所述第四导电层之间，并且
其中所述传感器装置安装在所述布线基板上。
12.如权利要求1所述的半导体器件，还包括：
布线基板；以及
电池，
其中所述布线基板设置在所述第二导电层和所述第四导电层之间，并且
其中所述电池安装在所述布线基板上。
13.如权利要求1所述的半导体器件，还包括：
布线基板；
电池；以及
传感器装置，
其中所述布线基板设置在所述第二导电层和所述第四导电层之间，并且
其中所述电池和所述传感器装置安装在所述布线基板上。
14.一种半导体器件，包括：
配置成用作辐射电极的第一导电层；
配置成用作地接触体的第二导电层；
设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间的介电层；
配置成为所述第一导电层供电的第三导电层；
包括场效应晶体管的芯片；
在所述介电层和所述芯片之间的第四导电层；
设置在所述芯片的表面上的第一连接端子；
在所述介电层和所述芯片之间的第五导电层；以及
设置在所述芯片的所述表面上的第二连接端子，
其中所述第一连接端子通过所述第四导电层电连接到所述第二导电层，
其中所述第二连接端子通过所述第五导电层电连接到所述第三导电层，
其中所述第一导电层形成在所述介电层的第一表面上，
其中所述第二导电层形成在所述介电层的第二表面上，
其中所述第三导电层形成在所述介电层的侧面、所述第一表面和所述第二表面上，并且
其中所述第一导电层和所述第三导电层通过间隙电容耦合。
15.如权利要求14所述的半导体器件，其中所述第四导电层包括凸起、导电胶、抗扭曲导电粘接剂或者抗扭曲导电膜。
16.如权利要求14所述的半导体器件，其中所述场效应晶体管包括n型单晶硅衬底、p型单晶硅衬底、GaAs衬底、InP衬底、GaN衬底、SiC衬底、蓝宝石衬底、ZnSe衬底或SOI衬底。
17.如权利要求14所述的半导体器件，其中所述第二导电层和所述芯片的连接部分填充有底部填料。
18.如权利要求17所述的半导体器件，其中所述底部填料包括环氧树脂、丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂。
19.如权利要求14所述的半导体器件，其中所述半导体器件包括高频电路。
20.如权利要求14所述的半导体器件，其中所述介电层包括选自氧化铝、玻璃、镁橄榄石、钛酸钡、钛酸铅、钛酸锶、锆酸铅、铌酸锂和钛酸锆铅的一种或多种材料。
21.如权利要求14所述的半导体器件，其中所述介电层包括选自环氧树脂、酚树脂、聚丁二烯树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、乙烯基苄基和聚富马酸的一种或多种材料。
22.一种电子设备，包括如权利要求14所述的半导体器件。
23.如权利要求22所述的电子设备，其中所述电子设备是液晶显示设备、EL显示设备、电视机设备、移动电话、打印机、照相机、个人计算机、具有耳机的护目镜、扬声器设备、头戴式耳机、导航设备或电子钥匙。
24.如权利要求14所述的半导体器件，还包括：
布线基板；以及
传感器装置，
其中所述布线基板设置在所述第二导电层和所述第四导电层之间，并且
其中所述传感器装置安装在所述布线基板上。
25.如权利要求14所述的半导体器件，还包括：
布线基板；以及
电池，
其中所述布线基板设置在所述第二导电层和所述第四导电层之间，并且
其中所述电池安装在所述布线基板上。
26.如权利要求14所述的半导体器件，还包括：
布线基板；
电池；以及
传感器装置，
其中所述布线基板设置在所述第二导电层和所述第四导电层之间，并且
其中所述电池和所述传感器装置安装在所述布线基板上。
CN201110104534.5A 2005-03-31 2006-03-23 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备 Expired - Fee Related CN102270316B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005103233 2005-03-31
JP2005-103233 2005-03-31
CN2006800110984A CN101156162B (zh) 2005-03-31 2006-03-23 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800110984A Division CN101156162B (zh) 2005-03-31 2006-03-23 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102270316A CN102270316A (zh) 2011-12-07
CN102270316B true CN102270316B (zh) 2015-08-26

Family

ID=37073351

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110104531.1A Expired - Fee Related CN102270315B (zh) 2005-03-31 2006-03-23 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备
CN2006800110984A Expired - Fee Related CN101156162B (zh) 2005-03-31 2006-03-23 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备
CN201110104534.5A Expired - Fee Related CN102270316B (zh) 2005-03-31 2006-03-23 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110104531.1A Expired - Fee Related CN102270315B (zh) 2005-03-31 2006-03-23 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备
CN2006800110984A Expired - Fee Related CN101156162B (zh) 2005-03-31 2006-03-23 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备

Country Status (4)

Country Link
US (3) US8742480B2 (zh)
KR (1) KR101287813B1 (zh)
CN (3) CN102270315B (zh)
WO (1) WO2006106794A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006098390A1 (en) * 2005-03-15 2006-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic device having the same
US8044813B1 (en) 2006-11-16 2011-10-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Radio field intensity measurement device, and radio field intensity detector and game console using the same
US20080158217A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
WO2011105056A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 住友化学株式会社 電子デバイスおよび電子デバイスの製造方法
CN101894455B (zh) * 2010-06-25 2012-10-17 镇江市诚翔电器有限责任公司 用于高压电气设备的微型无线温度监测发射装置及方法
US20180350685A1 (en) * 2011-06-28 2018-12-06 Monolithic 3D Inc. 3d semiconductor device and system
TWI553732B (zh) * 2013-01-25 2016-10-11 矽品精密工業股份有限公司 電子封裝件
KR101762778B1 (ko) 2014-03-04 2017-07-28 엘지이노텍 주식회사 무선 충전 및 통신 기판 그리고 무선 충전 및 통신 장치
JP6515677B2 (ja) * 2014-07-24 2019-05-22 ソニー株式会社 コンタクト構造体、及び該コンタクト構造体を用いた生体試料用電気的測定装置
US9716318B2 (en) * 2014-10-22 2017-07-25 Laird Technologies, Inc. Patch antenna assemblies
JP6704724B2 (ja) * 2015-12-16 2020-06-03 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US11335651B2 (en) * 2015-12-22 2022-05-17 Intel Corporation Microelectronic devices designed with compound semiconductor devices and integrated on an inter die fabric
CN105552501A (zh) * 2016-02-17 2016-05-04 北京艾达方武器装备技术研究所 一种电磁波互联器件和方法及其应用
TWM530436U (zh) * 2016-05-17 2016-10-11 位速科技股份有限公司 主動式無線射頻辨識裝置
WO2019044274A1 (ja) * 2017-08-30 2019-03-07 株式会社村田製作所 アンテナモジュール
CN108011179B (zh) * 2017-11-24 2021-01-26 深圳市盛路物联通讯技术有限公司 芯片天线及应用该芯片天线的电子设备
JP7041691B2 (ja) * 2018-01-22 2022-03-24 京セラ株式会社 無線通信機器、自動ドアおよび自動ドアシステム
WO2019142676A1 (ja) * 2018-01-22 2019-07-25 京セラ株式会社 アンテナ、自転車、表示機器、および無人航空機
JP2021526665A (ja) * 2018-06-13 2021-10-07 ビクター ハッセルブラッド アクチボラーグＶｉｃｔｏｒ Ｈａｓｓｅｌｂｌａｄ Ａｂ 撮影機器
KR102089285B1 (ko) 2018-07-17 2020-03-16 삼성전자주식회사 안테나 모듈
TWI699929B (zh) * 2019-01-30 2020-07-21 友達光電股份有限公司 天線單元以及天線裝置
CN111755797B (zh) * 2019-03-28 2022-02-08 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） 基于非金属材质公路设施的短波天线装置及实现方法
CN111525238B (zh) * 2020-04-30 2021-05-28 维沃移动通信有限公司 一种电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400039A (en) * 1991-12-27 1995-03-21 Hitachi, Ltd. Integrated multilayered microwave circuit
US5404581A (en) * 1991-07-25 1995-04-04 Nec Corporation Microwave . millimeter wave transmitting and receiving module
US6181278B1 (en) * 1997-03-21 2001-01-30 Sharp Kabushiki Kaisha Antenna-integral high frequency circuit electromagnetically coupling feeder circuit connected to high frequency circuit to microstrip antenna via slot coupling hole

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4903326A (en) * 1988-04-27 1990-02-20 Motorola, Inc. Detachable battery pack with a built-in broadband antenna
US5115245A (en) * 1990-09-04 1992-05-19 Hughes Aircraft Company Single substrate microwave radar transceiver including flip-chip integrated circuits
JPH0514032A (ja) 1991-07-05 1993-01-22 Icom Inc 広角指向性平面アンテナ
JP2611582B2 (ja) * 1991-09-09 1997-05-21 三菱電機株式会社 電子回路一体形平面アンテナ
JPH06152237A (ja) * 1992-10-29 1994-05-31 Nippon Avionics Co Ltd パッチアンテナ装置
US5510758A (en) 1993-04-07 1996-04-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multilayer microstrip wiring board with a semiconductor device mounted thereon via bumps
JP2790033B2 (ja) * 1993-04-07 1998-08-27 松下電器産業株式会社 半導体装置
JP3141692B2 (ja) * 1994-08-11 2001-03-05 松下電器産業株式会社 ミリ波用検波器
JPH091970A (ja) 1995-06-20 1997-01-07 Hitachi Chem Co Ltd Ｉｃカード及びその製造法
US5612513A (en) * 1995-09-19 1997-03-18 Micron Communications, Inc. Article and method of manufacturing an enclosed electrical circuit using an encapsulant
JPH09148840A (ja) 1995-11-27 1997-06-06 Fujitsu Ltd マイクロストリップアンテナ
JP3508352B2 (ja) * 1995-12-15 2004-03-22 松下電工株式会社 アンテナ装置
JPH10145144A (ja) 1996-11-14 1998-05-29 Toshiba Corp 無線受信装置
AU1174197A (en) 1996-12-26 1998-07-31 Hitachi Limited Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6331722B1 (en) * 1997-01-18 2001-12-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Hybrid circuit and electronic device using same
JP3472678B2 (ja) * 1997-02-20 2003-12-02 シャープ株式会社 アンテナ一体化マイクロ波・ミリ波回路
SE509140C2 (sv) * 1997-04-10 1998-12-07 Ericsson Telefon Ab L M Antennenhet för att sända och ta emot signaler från/till en bärbar radioterminalenhet samt en bärvar radioenhet innefattande en terminalenhet
US6215454B1 (en) * 1998-02-20 2001-04-10 Qualcomm, Inc. Multi-layered shielded substrate antenna
US6303423B1 (en) * 1998-12-21 2001-10-16 Megic Corporation Method for forming high performance system-on-chip using post passivation process
JP2001084343A (ja) * 1999-09-16 2001-03-30 Toshiba Corp 非接触ｉｃカード及びｉｃカード通信システム
JP2001160663A (ja) * 1999-12-02 2001-06-12 Nec Corp 回路基板
GB2357585B (en) * 1999-12-22 2003-10-29 Nokia Mobile Phones Ltd Battery life indication
DE10016037B4 (de) * 2000-03-31 2005-01-05 Interlock Ag Verfahren zur Herstellung eines Etiketts oder einer Chipkarte
US6809688B2 (en) 2000-06-30 2004-10-26 Sharp Kabushiki Kaisha Radio communication device with integrated antenna, transmitter, and receiver
US7098850B2 (en) * 2000-07-18 2006-08-29 King Patrick F Grounded antenna for a wireless communication device and method
JP2002076267A (ja) * 2000-08-22 2002-03-15 Hitachi Ltd 無線送受信装置
KR20030060894A (ko) * 2000-09-19 2003-07-16 나노피어스 테크놀러지스, 인코포레이티드 무선 주파수 인식 장치의 소자와 안테나 어셈블리 방법
JP3666411B2 (ja) * 2001-05-07 2005-06-29 ソニー株式会社 高周波モジュール装置
KR100491179B1 (ko) * 2001-11-21 2005-05-24 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 박형 회로기판 및 박형 회로기판의 제조방법
JP2004088508A (ja) 2002-08-27 2004-03-18 Tdk Corp アンテナ付高周波モジュール
FR2847726B1 (fr) * 2002-11-27 2005-03-04 St Microelectronics Sa Module radiofrequence
US20040188774A1 (en) 2003-03-31 2004-09-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating semiconductor device
JP4189274B2 (ja) * 2003-06-25 2008-12-03 京セラ株式会社 アンテナ装置
DE10335153B4 (de) * 2003-07-31 2006-07-27 Siemens Ag Schaltungsanordnung auf einem Substrat, die einen Bestandteil eines Sensors aufweist, und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat
US7122891B2 (en) * 2003-12-23 2006-10-17 Intel Corporation Ceramic embedded wireless antenna
US7053833B2 (en) * 2004-07-22 2006-05-30 Wistron Neweb Corporation Patch antenna utilizing a polymer dielectric layer
JP4653440B2 (ja) * 2004-08-13 2011-03-16 富士通株式会社 Ｒｆｉｄタグおよびその製造方法
US20060202269A1 (en) 2005-03-08 2006-09-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wireless chip and electronic appliance having the same
WO2006098390A1 (en) * 2005-03-15 2006-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic device having the same
US7928910B2 (en) * 2005-03-31 2011-04-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wireless chip and electronic device having wireless chip
US7685706B2 (en) 2005-07-08 2010-03-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Method of manufacturing a semiconductor device
US7635014B2 (en) 2005-11-11 2009-12-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for pressure bonding and method for manufacturing semiconductor device
JP2008061109A (ja) * 2006-09-01 2008-03-13 Toshiba Corp 電子機器および電気回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5404581A (en) * 1991-07-25 1995-04-04 Nec Corporation Microwave . millimeter wave transmitting and receiving module
US5400039A (en) * 1991-12-27 1995-03-21 Hitachi, Ltd. Integrated multilayered microwave circuit
US6181278B1 (en) * 1997-03-21 2001-01-30 Sharp Kabushiki Kaisha Antenna-integral high frequency circuit electromagnetically coupling feeder circuit connected to high frequency circuit to microstrip antenna via slot coupling hole

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070118679A (ko) 2007-12-17
US8742480B2 (en) 2014-06-03
US9350079B2 (en) 2016-05-24
CN101156162A (zh) 2008-04-02
WO2006106794A1 (en) 2006-10-12
US20160261048A1 (en) 2016-09-08
US9564688B2 (en) 2017-02-07
CN102270315A (zh) 2011-12-07
US20140240175A1 (en) 2014-08-28
US20110180811A1 (en) 2011-07-28
CN101156162B (zh) 2012-05-16
CN102270316A (zh) 2011-12-07
KR101287813B1 (ko) 2013-07-26
CN102270315B (zh) 2016-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102270316B (zh) 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备
US7928910B2 (en) Wireless chip and electronic device having wireless chip
CN101950749B (zh) 无线芯片以及具有该无线芯片的电子设备
KR101337319B1 (ko) 반도체 디바이스 및 이의 제작 방법
CN101142715B (zh) 半导体器件以及具有该半导体器件的电子器件
JP4809704B2 (ja) 無線チップ
CN101140635B (zh) 具有非接触充电功能的传感装置及包括该装置的容器类
US7688272B2 (en) Semiconductor device
JP4974541B2 (ja) 無線チップの作製方法
JP2007013120A (ja) 半導体装置
US7994607B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20110315780A1 (en) Semiconductor device and wireless communication system using the same
JP4884807B2 (ja) 無線チップの作製方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150826