：半导体器件的制作方法
本发明涉及通过无线信号进行数据的发送/接收以及检测距离的 半导体器件
图l是本发明中的半导体器件的框图；图2是关于通讯信号和距离依赖性嘚理论计算的结果；图3是闪光式的A/D转换电路的电路图；图4是逐次近似式的A/D转换电路的框图；图5是多重斜率方式的A/D转换电路的框图；图6是2A式嘚A/D转换电路的框图；图7是环形振荡方式的A/D转换电路的框图；图8是相对A/D转换电路中的输入电压的耗电量的模拟例；图9是相对A/D转换电路中的输叺电压的一次模数转换所需要的耗电量的模拟例；图10是相对A/D转换电路中的输入电压的每一个数据输出的耗
电量的模拟例；图ll是相对试制的半导体器件中的A/D转换电路的输入电压的 A/D转换输出的检测结果；图12是试制的半导体器件的电路布置图；图13是试制的半导体器件中的无线通讯時的通讯信号的检测结果；图14A至14D是表示本发明的半导体器件的制造方法的图； 图15A至15C是表示本发明的半导体器件的制造方法的图； 图16A和16B是表礻本发明的半导体器件的制造方法的图；
图17是说明使用了本发明的半导体器件的位置信息检测系统的图；图18A至18C是表示本发明的半导体器件嘚制造方法的图； 图19A至19C是表示本发明的半导体器件的制造方法的图； 图20A和20B是表示本发明的半导体器件的制造方法的图。
具体实施方式 下面参照
本发明的实施方式及实施例。但是本发明 可以通过多种不同方式来实施，所属技术领域的普通人员可以很容易 地理解一个事实僦是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其 范围下可以被变换为各种各样的形式。因此本发明不应该被解释为 仅限定在本发明的實施方式及实施例所记载的内容中。注意在说明 本发明的实施方式的所有附图中，对同一部分或具有同样功能的部分
附加同一附图标记并且省略重复说明。使用图l对本发明的半导体器件的实施方式进行说明图l是本 发明的半导体器件的框图。在图1中半导体器件100由无线電路101和逻辑电路102构成。 无线电路IOI由天线电路103、电源电路104、时钟电路105、解调电路106、调制电路107构成逻辑电路102由RF接口电路108、 AD 接口电路109、 A/D转换电蕗110
(模数转换电路)构成。天线电路103具有进行发送/接收通讯信号的功能例如，当使 用电磁感应方式时将其形成为线圏型天线；当使用电场方式时将其形 成为偶极天线的结构即可电源电路104具有由通讯信号生成如下电压的功能时钟电路 105和逻辑电路102的电源电压；A/D转换电路110的输入电壓及基 准电压。例如可以通过安装整流电路和保持电容生成电源电压此外，
A/D转换电路110的输入电压既可以与电源电压通用一个电压又可 鉯通过安装与用于电源电压生成的电路不同的整流电路和保持电容 而生成。再者A/D转换电路110的基准电压可以通过将电源电压由 调整器转换為一定电压而生成。时钟电路105具有生成逻辑电路102工作时所需要的时钟信号的 功能例如，可以由PLL (Phase Locked Loop:锁相环路)电路构成
时钟电路105解调电路106具囿从通讯信号抽出接收数据的功能。例如可以 为使用LPF ( Low Pass Filter:低通滤波器)的结构。调制电路107具有对通讯信号重叠发送数据的功能RF接口电路108进行茬解调电路106及调制电路107与逻辑电 路102之间的数据的发送/接收。例如由在解调电路106中抽出的接 收数据来决定在逻辑电路102中执行的处理，而生荿该处理所需要的
控制信号或数据此外，通过该处理生成的数据被转换为发送数据 且供给给调制电路107。AD接口电路109使用在RF接口电路108中生荿的控制信号或 数据来生成A/D转换电路110的工作所需要的控制信号。此外从 A/D转换电路110输出的数字信号供给给RF接口电路108。A/D转换电路IIO具有如下功能使用在电源电路104中生成的
基准电压和输入电压来将作为模拟值的输入电压的信号强度转换为 数据值，并且作为数字信号而输出作為A/D转换电路110，可以使用闪光式、逐次近似式、多重斜率方式、SA式等的A/D转换电路 此外，也可以使用计算环形振荡器的振荡频率的方式(下面也称为 环形振荡式A/D转换电路)等。无线信号的信号强度越增加在电源电路104中生成的A/D转
换电路110的输入电压越高。此时A/D转换电路110输出高数據值 (High)的数字信号。因此该数字信号通过天线电路103以无线信 号从半导体器件IOO被发送到外部，并且通过由读出/写入器读出该无 线信号可以知道半导体器件100所接收的无线信号的信号强度。除
了特殊情况如无线信号被反射或遮挡等之外距离越增加，无线信号的信号强度越减小即，半导体器件100发送的A/D转换电路110的 数字信号和半导体器件100与读出/写入器之间的距离为一比一的关系换言之，通过使用本实施方式的半導体器件100可以检测出半 导体器件100与读出/写入器之间的距离。注意本发明的半导体器件是由无线信号在电源电路104中生成
电路工作所需要嘚电源电压的所谓的无源型的半导体器件。因此与电路工作时需要电池的有源型的半导体器件不同，不容易受到物理形 状的限制此外，可以使半导体器件小型化且可以廉价地提供该半 导体器件。再者通过使用在玻璃衬底或塑料衬底上形成的TFT( Thin Film Transistor:薄膜晶体管)构成半导体器件100，可以以廉价提供重量
更轻、尺寸更小的半导体器件尤其是，通过使用在塑料衬底上的 TFT来构成可以提供在物理形状上具有灵活性，並且附加价值进一步高的半导体器件通过釆用如上述的结构，即使半导体器件釆用不安装电池的结 构也可以具有检测出物理位置的功能。本发明的半导体器件不需要 电池因此在物理形状上具有灵活性，并且可以廉价地提供重量轻的
半导体器件实施例1在本实施例中，對在实施方式中说明的半导体器件IOO所接收的信号强度的距离依赖性参照图2进行说明。图2是由理论计算来算 出的距离和通讯信号的电力的關系的曲线图注意，理论计算是就当 从微小偶极天线振荡频率为915MHz、波长(X)为0.33m的通讯信 号时的与天线之间的距离为r[m的通讯信号的电力P[mW在假設
如下条件的情况下而计算出的输出电力为30dBm、电缆损失为-2dB、 反射系数为0、读出/写入器的增益为6dBi、圓极化波损失为1.93dBi、 发射电力密度为101og (1/4兀r2)、接收截面积为101og (XV4兀)。从图2知道通讯信号的电力随着距离的增加而减少即，在实施 方式所说明的半导体器件100中随着距离的增加，在电源电路104
Φ生成且供给给A/D转换电路110的输入电压减少就是说，本发明 可以从构成半导体器件的A/D转换电路110的数字信号来检测出半 导体器件与天线，即读出/写入器之间的距离实施例2在本实施例中，对在实施方式中说明的半导体器件100中的A/D 转换电路110的例子参照图3至7进行说明。图3是闪光式的A/D 转换电路IIO的电路图图4是逐次近似式的A/D转换电路的框图。
图5是多重斜率方式的A/D转换电路的框图图6是S:A式的A/D转 换电路的框图。图7是环形振荡方式的A/D转换电路的框图在图3中，闪光式A/D转换电路300由基准电压端子301、输入 电压端子302、第一输出端子303至第三输出端子305、第一电阻306 至第四電阻309、第一比较电路310至第三比较电路312、输入电压
布线313、第一参考电压布线314至第三参考电压布线316、第一输 出布线317至第三输出布线319构成在此，第一电阻306至第四电阻309可以由添加了杂质的半导体 薄膜、金属薄膜等构成第一比较电路310至第三比较电路312可以 由差动放大器等构成。其次对闪光式A/D转换电路的工作进行说明。首先通过基 准电压端子301及输入电压端子302，输入基准电压以及输入电压
基准电压被第一电阻306至第㈣电阻309分压，且分别作为第一参考电压至第三参考电压供给给第一参考电压布线314至第三参考电压布 线316第一比较电路310至第三比较电路312对从輸入电压布线313 供给的输入电压和第一参考电压至第三参考电压分别进行比较，当输 入电压高(低)时"H"("L，)被分别输出到第一输出布线317至第三
輸出布线319。例如当输入电压的值为第一参考电压的值和第二参 考电压的值之间的值时，对第一输出布线317输出"H"、对第二输出 布线318输出"L"、对苐三输出布线319输出"L"即，可以知道输入 电压的值注意，通过使第一电阻306、第二电阻307、第三电阻308、第 四电阻309的值的比为1比2比2比1可以将第┅参考电压值至第
三参考电压值设为等间隔。此时第一输出布线317、第二输出布线 318、第三输出布线319的值会有如下四种情况"L"、 "L"、 "L，； "H"、 "L"、 "L"; "H"、 "H"、 "L"; "H"、 "H"、 "H"。每个值可以以"OO"、 "01"、 "10"、 "11"的2位(bit)的数据值表示通过将图3所示的闪光式A/D转换电路适用于本发明的半导体
器件，而具有A/D转换所需要的时間短的效果注意在本实施例中， 对2位分辨率的闪光式A/D转换电路进行了说明但是一般而言，可 以为n (n为自然数)位分辨率的闪光式A/D转换电路当为n位分 辨率时，使用2"个电阻和2n-l个比较电路来构成闪光式A/D转换 电路，即可以同样地适用上述说明在图4中，逐次近似式的A/D转换电路400由輸入电压端子401、
基准电压端子402、第一输出端子403、第二输出端子404、控制信号 端子405、比较电路406、逐次近似式寄存器407、 D/A转换电路408、 输入电压布线409、基准电压布线410、参考电压布线411、比较电路 输出布线412、控制信号布线413、第一输出布线414、第二输出布线 415构成此外，D/A转换电路408由第一电阻416至苐四电阻419、
第一开关420、第二开关421、接地布线422构成顺序转换寄存器407具有由第一存储元件及第二存储元件构成 的2位的存储元件。注意、当第┅存储元件存储"H"、第二存储元件存储"L"时顺序转换寄存器407的值为"H"、 "L"。如此类推地进行 显示此外，顺序转换寄存器407中的第一存储元件、第②存储元件
的值分别被输出到第一输出布线414、第二输出布线415第一开关420从第一开关输出布线423供给当第一输出布线414 的电位为"H"、 "L"时分别从基准電压布线410供给的基准电压、从 接地布线422供给的接地电位。同样第二开关421从第二开关输出 布线424供给当第二输出布线415的电位为"H"、 "L"时分别从基准
电压布线410供给的基准电压、从接地布线422供给的接地电位。在图4中第一电阻416至第四电阻419可以由添加了杂质的半 导体薄膜、金属薄膜等构荿。比较电路406可以由差动放大器等构成其次，对逐次近似式的A/D转换电路400的工作进行说明首 先，作为第一阶段从控制信号布线413供给控淛信号，该控制信号 作为初值将"L"、 "H，存储到顺序转换寄存器407此时，由第一电阻
416至第四电阻419将从基准电压布线410供给的基准电压分压并将 汾压之后的电位作为第一参考电压供给给参考电压布线411由比较 电路406比较第一参考电压和输入电压，当输入电压为高电位(低电 位)时对比較电路输出布线412输出作为比较电路输出信号的"H" ("L，)。在此当比较电路输出信号为"H"时，顺序转换寄存器407
中的第二存储元件的值保持为"H"当仳较电路输出信号为"L"时， 从控制信号布线413供给控制信号该控制信号使顺序转换寄存器407 中的第 一存储元件的值转换为"L"。其次作为第二阶段，从控制信号布线413对顺序寄存器407 中的第一存储元件供给存储"H"的控制信号此时，由第一电阻416 至第四电阻419将从基准电压布线410供给的基准电壓分压并将分压
之后的电位作为第二参考电压供给给参考电压布线411由比较电路 406比较第二参考电压和输入电压，当输入电压为高电位(低电位) 时对比较电路输出布线412输出作为比较电路输出信号的"H" ("L")。在此当比较电路输出信号为"H"时，顺序转换寄存器407
中的第二存储元件的值保持為"H，当比较电路输出信号为"L"时，从控制信号布线413供给控制信号该控制信号使顺序转换寄存器407 中的第二存储元件的值转换为"L"。如此通过两个阶段，完成逐次近似式A/D转换电路的工作 在此，可以由供给到第一输出端子403、第二输出端子404的第 一输出、第二输出来知道输入電压的值。例如第一输出、第二输 出为"L"、 "L，; "H"、
"L，； "L"、 "H，; "H"、 "H"时分别可以以"00"; "01"; "10"; "11"表示。通过使第一电阻416、第二电阻417、第三电阻418、第四电阻 419嘚值的比为2比2比2比1可以将输入电压的值分为等间隔， 而以数据值表示例如，第一参考电压为基准电压的1/2此外，在 第一阶段中当比较電路输出信号为"L"、 "H"时第二参考电压为基 准电压的1/4、
3/4。即上面所说明的逐次近似式A/D转换点路的工 作阶段相当于如下步骤首先，对输入电壓与基准电压的1/2的电压 进行比较；其次对输入电压与基准电压的1/4 (=0+1/4)或3/4 (=1/2+1/4)进行比较。也就是越在往后的阶段，越使参考电压接 近于输入电压在图4中示出的逐次近似式A/D转换电路因为仅有一个比较电
路，所以具有耗电低的特征通过将图4所示的逐次近似式A/D转换 电路使用于本发明嘚半导体器件，可以降低耗电量此外，图4所示 的逐次近似式A/D转换电路也具有A/D转换所需要的时间为一定且 短的特征因此，通过将图4所示嘚逐次近似式A/D转换电路使用于 本发明的半导体器件具有均等地分配A/D转换的处理所需要的时 间，并且以短时间进行该处理的效果注意，夲实施例中对2位分
辨率的逐次近似式A/D转换电路进行了说明，但是一般而言可以为 n (n为自然数)位分辨率的逐次近似式A/D转换电路。当釆用n位 汾辨率时如将顺序转换寄存器407设为n位，而在n个阶段进行工 作即可以同样地适用上述说明。此外对由电阻构成D/A转换电路 408的例子进行了說明，但是也可以釆用由电容来构成D/A转换电路
408的方式通过使用电容，可以构成耗电低且不均匀少的1位A/D转换电路在图5中，多重斜率方式嘚A/D转换电路500由输入电压端子 501、基准电压端子502、输出端子503、控制信号端子504、控制电 路505、第一开关506、第二开关507、计算放大器508、比较电路509、 电容510、电阻511、输入电压布线512、基准电压布线513、第一开
关输出布线514、计算放大器输入布线515、计算放大器输出布线516、 第一开关控制信号布线517、第二開关控制信号布线518、接地布线 519、比较电路输出布线520、输出布线521、控制信号布线522构成控制电路505具有如下功能由从控制信号布线522供给的控制丄开关控制信号布线517、^第二开、关控制信号布线518的第二开关控
制信号、第二开关控制信号。其次对多重斜率方式的A/D转换电路500的工作进行說明。 首先在控制电路505中从控制信号布线522供给控制信号，该控制 信号使第二开关控制信号为"H"此时，第二开关507处于电导通状 态而可以使在电容510中存储的电荷为"O"。注意将供给到比较 电路输出布线520的比较电路509的输出设为"H"。此外将安装在
控制电路505中且根据周期T[sec的时钟信号來工作的计数器的计数 值设为0。其次在控制电路505中，从控制信号布线522供给控制信号 该控制信号使第二开关控制信号为"L"，同时使第一开關控制信号为 "H"此时，第二开关507处于电截断状态而在第一开关506中，
从输入电压布线512供给的输入电压供给到第一开关输出布线514其次，积汾电路很显然是由计算放大器508、电容510、电阻511 构成的因此，在设定电容510的电容值为C[F]、电阻511的电阻值 为R[Q、输入电压的电压值为Vin[V的情况下通過连续工作Tl秒， 对计算放大器输出布线516供给的计算放大器输出的电压为-(Vin .
T1)/(R.C)注意，直到安装在控制电路505中且根据周期T[sec
的时钟信号来工作的计數器的计数值达到nl (Tl=nl . T) —直都使积分电路工作此外，对比较电路输出布线520供给的比较电路509 的输出保持为"H"其次，在控制电路505中从控制信号咘线522供给控制信号， 该控制信号使第一开关控制信号为"L"此时，在第一开关506中从 基准电压布线513供给的基准电压被供给到第一开关输出布线514
此外，再次将安装在控制电路505中且根据周期T[sec的时钟信号来 工作的计数器的计数值设为"O"在将基准电压的值设为Vref[V且为与输入电压不同的极性的电 压的情况下，T秒之后的计算放大器输出的电压为-(Vin.Tl) / (R. C )-(國Vref ■ T ) / ( R . C )在此，经过成为T=T2= ( Vin/Vref) . Tl
的时间T2[sec后计算放大器输出成为O，并且供给到比较电路输出 咘线520的比较电路509的输出从"H"变为"L"在此，当停止安装 在控制电路505中且根据周期T[secl的时钟信号来工作的计数器的计 数时计数值为n2 ( T2=n2 . T )。n2= ( Vin/Vref) nl的关系成立也就是，Vin越大(小)n2
越大(小)。即由n2可以知道输入电压的值。具体而言通过将 安装在控制电路中的计数器的输出值输出到输出布线521，可鉯知道 输入电压的值注意，当安装在控制电路中的计数器为n位时成为 n位分辨率的A/D转换电路。图5所示的多重斜率方式的A/D转换电路可以计算输入电压的 时间平均因而，通过将图5所示的多重斜率方式的A/D转换电路使
用于本发明的半导体器件即使在输入电压随时间变化时，具體而言 即使操音施加到输入电压时也可以进行高精度的工作。图6所示的ZA式的A/D转换电路600由输入电压端子601、基 准电压端子602、输出端子603、加法器604、计算放大器605、电阻 606、电容607、比较电路608、 1位D/A转换电路609、输入电压布 线610、基准电压布线611、
D/A转换电路输出布线612、加法器输出 布线613、计算放大器输入布线614、计算放大器输出布线615、输出 信号布线616、接地布线617构成加法器604模拟计算(analog computation)出从输入电压布线路输出的差异，并将该差异;为加法器^出而输出到加法器输出布线
613例如，加法器604可以由计算放大器构成计算放大器605、电阻606、电容607构成积分电路。即从加 法器输出布线613供給的将加法器输出积分了的电压值作为计算放大 器输出供给到计算放大器输出布线615。在设定电阻606的电阻值为 R[O、电容607的电容值为C[F时对于加法器输出V1[V，在T 秒间计算放大器输出增加(VI .T) /
(R.C)。比较电路608比较从计算放大器输出布线615供给的计算放大器 输出和从基准电压布线611供给的基准电压当计算放大器输出大 (小)于基准电压时，"H" ("L，)作为输出信号供给到输出信号布 线616l位D/A转换电路609在从输出信号布线616供给的输出信号为 "H"， "L"时苐一电压、第二电压分别作为D/A转换电路输出，而
供给到D/A转换电路输出布线612例如，可以将第一电压作为基准 电压、将第二电压作为接地电壓其次，对SA式的A/D转换电路600的工作进行说明注意，虽 然设为当对输出信号布线616供给的输出信号为"L"即，从对D/A 转换电路输出布线612供给的D/A转換电路输出为0时2A式的A/D 转换电路600开始工作的方式但是从下面的说明可以知道，SA式的
A/D转换电路600的工作并不失去一般性在此，从输入电压布線610供给输入电压且从基准电压布线 611供给基准电压。在加法器604中实际上将输入电压作为加法器输 出而输出到加法器输出布线613在计算放大器605中，使计算放大 器输出在T秒间增加(VI .T) / (R.C)而供给到计算放大器输出 布线615。在此当计算放大器输出达到基准电压时，比较电路608的输出
变为"H"洇此，供给到D/A转换电路输出布线612的D/A转换电路输出成为基准电压在加法器604中从输入电压减去基准电压的电压 作为加法器输出而输出到加法器输出布线613,通过适当地设定基准 电压，可以使加法器输出成为与输入电压极性相反的电压即，在计 算放大器605中进行反方向的积分并且計算放大器输出在瞬间降低 到OV左右。注意此时，比较电路608的输出成为"L"下面，反复
同样的工作通过上述工作，可以知道供给到输出信號布线616的输出信号交 替反复为"L""H"。此外因为输出"H，的时间间隔与计算放大器输 出达到基准电压的时间一样，当基准电压为Vref[V]时时间间隔成 为(R C ) / ( Vref/Vl)。换言之输入电压越大(小)，"H"被输 出的时间间隔越小(大)此外，也可以使周期为早(迟)因此，
由输出信号可以知道输入电压的值圖6所示的2A式的A/D转换电路的特征在于当使用随时间变化 的信号作为输入电压时很有效果。因此通过将图6所示的s:a式的 A/D转换电路使用于本发明嘚半导体器件，可以具有以下效果即可 以处理作为输入电压的随时间变化的信号。在图7中环形振荡方式的A/D转换电路700由输入电压端子 701、基准电压端子702、输出端子703、控制信号端子704、第一计
数电路705、第二计数电路端子706、输入电压布线707、基准电压布 线708、输出布线709、第一控制信号咘线710、第二控制信号布线 711构成。第一计数电路705具有以从输入电压布线707供给的输入电压为 电源电压的第一自激振荡电路(环形振荡器)、nl (nl为自然數)位 的第一计数器并且第一计数器以第一 自激振荡电路的输出为时钟信
号进行计数。此外第一计数器仅在从第一控制信号布线710供给的 苐一控制信号为"H"的期间中进行计数。再者向输出布线709输出 当从第二控制信号布线711供给的第二控制信号成为"H，的瞬间时的 第一计数器的計数值。第二计数电路706具有以从基准电压布线708供给的基准电压为电源电压的第二自激振荡电路(环形振荡器)、n2(n2为自然数)位
的第二计数器并苴第二计数器以第二自激振荡电路的输出为时钟信号进行计数。此外笫二计数器仅在从第一控制信号布线710供给的 第一控制信号为"H"的期间Φ进行计数。此外第二计数器具有当计 数值达到规定数(在此设为N)时使供给到第二控制信号布线711的 第二控制信号从"L"变为"H，的功能。其次对环形振荡方式的A/D转换电路700的工作进行说明。
首先将第一控制信号设为"H"。此时第一计数电路705及第二计 数电路706中的第一计数器及第二計数器分别以第一 自激振荡电路及 第二自激振荡电路的输出为时钟信号，而开始计数在此，当第二计 数器的计数值达到N时第二控制信號从"L"变为"H"，并且将在第 一计数器中的计数值(在此设为M)作为输出信号供给到输出布线 709由于第二自激振荡电路以基准电压为电源电压，所以其振荡频率
为一定即，直到第二计数器计数规定数N的时间始终为一定另一 方面，由于第一自激振荡电路以输入电压为电源电压若输叺电压为 高(低)，则振荡频率为高(低)即，上述工作相当于算出在一定 时间内的第一计数器的计数值并且作为输出信号的第一计数器的计 數值M与第一自激振荡电路的振荡频率成比例。换言之由输出信 号可以知道输入电压的值。图7所示的环形振荡方式的A/D转换电路的特征在于其可以由
小规模的电路构成并且对于低输入电压耗电少。因此通过将图7 所示的环形振荡方式的A/D转换电路使用于本发明的半导体器件，鈳 以有实现半导体器件的小型化以及低耗电化的效果此外，图7所示 的环形振荡方式的A/D转换电路的特征在于其输入电压和输出信号 (数据值)嘚关系是非线形的且在低输入电压中的电压分辨率高。 因此当距离读出/写入器的远且由通讯信号生成的电压低时可以获得
高分辨率。紸意也可以互相组合上面所说明的A/D转换电路，来作为本发明的半导体器件中的A/D转换电路例如，可以将逐次近似式A/D 转换电路和环形振荡方式的A/D转换电路组合起来在输入电压低的 范围内使用环形振荡方式的A/D转换电路；在输入电压高的范围内使 用逐次近似式A/D转换电路。在此凊况下可以实现本发明中的半导 体器件的低耗电化。注意本实施例可以与实施方式自由组合而实施。
通过采用上面结构可以具有检測出物理位置的功能且在物理形 状上具有灵活性，并且可以以廉价提供重量轻的半导体器件 实施例3在本实施例中，参照图8至IO说明对安装於本发明的半导体器 件的A/D转换电路模拟进行各种转换方式的性能比较的结果作为 A/D转换电路，对在实施例2所说明的如下四种方式进行性能仳较 逐次近似式的A/D转换电路(8位分辨率)；多重斜率方式的A/D转
换电路(9位分辨率)；2A式的A/D转换电路(10位分辨率)；环 形振荡方式的A/D转换电路(10位分辨率)圖8为表示相对输入 电压的耗电量的图。图9为表示相对输入电压的一次A/D转换所需要 的电力的图图10为表示相对输入电压的每一数字输出的耗電量的 图。注意使用于本实施例的模拟的各个A/D转换电路的电路使用 实施例2所说明的图4至7，并且使用在玻璃衬底上形成的薄膜晶体
管(TFT)的电蕗来构成注意，关于具体的电路结构或晶体管的沟 道幅度等设计事项实施者可以适当地设定最佳值。在图8中表示相对输入电压的耗电量的逐次近似式的A/D转换 电路的模拟结果801;多重斜率方式的A/D转换电路的模拟结果802; 2:A式的A/D转换电路的模拟结果803;环形振荡方式的A/D转换电路 的的模拟结果804大致按耗电量少的顺序排为逐次近似式的A/D转换电路、多重
斜率方式的A/D转换电路、环形振荡方式的A/D转换电路、2A式的 A/D转换电路。注意随著输入电压的增加，环形振荡方式的A/D转换电路的耗电量的增加是最明显的因此，当输入电压在低电压的区域中适合使用环形振荡方式的A/D轉换电路在图9中表示相对输入电压的一次A/D转换所需要的电力的逐 次近似式的A/D转换电路的模拟结果901;多重斜率方式的A/D转换 电路的模拟结果902;
SA式嘚A/D转换电路的模拟结果903;环形振 荡方式的A/D转换电路的的模拟结果904。由A/D转换时的耗电量和 一次A/D转换所需要的时间的乘积来算出一次A/D转换所需要嘚电 力大致按耗电量少的顺序排为逐次近似式的A/D转换电路、多 重斜率方式的A/D转换电路、环形振荡方式的A/D转换电路、SA式 的A/D转换电路。在图10Φ表示相对输入电压的每一数字输出的耗电量的逐次近
似式的A/D转换电路的模拟结果1001;多重斜率方式的A/D转换电 路的模拟结果1002; :SA式的A/D转换电路的模擬结果1003;环形振 荡方式的A/D转换电路的的模拟结果1004通过用A/D转换电路的 输出数字位数除图8所示的耗电量来算出每一数字输出的耗电量。注 意當为n位分辨率时输出数字位数为2n。通过比较每一数字输出的
耗电量来可以定量评估A/D转换电路的精度和耗电量之间的折衷方 案(trade-off)。相对输入電压的每一数字输出的耗电量在输入电压为2.8V以下 的低输入电压区域中时环形振荡方式的A/D转换电路的结果是最佳 的。另一方面当输入电壓为2.8V以上的高输入电压区域中时，逐 次近似式的A/D转换电路及:SA式的A/D转换电路的结果是优选的
因此，当在低输入电压区域中进行高精度的A/D转換时优选使用环 形振荡方式的A/D转换电路。此外当在高输入电压区域中进行高精 度的A/D转换时，优选使用逐次近似式的A/D转换电路或2A式的A/D 转換电路如此，当在大范围的输入电压区域中进行高精度的A/D转 换电路时根据输入电压的值，通过使用不同方式的A/D转换电路
同时可以实現低耗电化。实施例4在本实施例中对本发明的半导体器件的试制例，参照图ll至 13进行说明作为A/D转换电路，使用实施例2及实施例3所说明 的洳下四种方式构成A/D转换电路逐次近似式的A/D转换电路(8 位分辨率)；多重斜率方式的A/D转换电路(9位分辨率)；2:A式的 A/D转换电路(10位分辨率)；环形振荡方式嘚A/D转换电路(10
位分辨率)图11为表示相对输入电压的A/D转换输出的图。图12 为半导体器件中的电路布置图图13为无线通讯时的通讯信号的检测结果。图11示出相对输入电压的A/D转换输出的逐次近似式的A/D转 换电路的结果1101;多重斜率方式的A/D转换电路的结果1102; ZA 式的A/D转换电路的结果1103;环形振荡方式的A/D转換电路的结
果1104每一数字输出的电压分辨率在逐次近似式的A/D转换电路 中是24.61mV;在多重斜率方式的A/D转换电路中是15.94mV;在2A 式的A/D转换电路中是6.62mV;在环形振荡方式的A/D转换电路中 是8.41mV。注意由根据最小平方法的近似直线的倾斜度来算出各 个A/D转换电路的每一数字输出的电压分辨率。在图12中半导体器件1200由无线电路1201、逻辑电路1202
构成。无线电路1201由天线电路1203、电源电路1204、时钟电路1205、 解调电路1206、调制电路1207构成逻辑电路1202由RF接口电路 1208、 AD接口电蕗1209、逐次近似式的A/D转换电路1211、多重斜 率方式的A/D转换电路1212、 SA式的A/D转换电路1213、环形振荡 方式的A/D转换电路1214构成。注意本实施例中的半导体器件嘚
结构的框图相当于在实施方式中所说明的图1中，由四种方式的A/D 转换电路构成A/D转换电路110因此省略各个部分的说明。图13示出本实施例中的半导体器件的接收信号1301、发送信号 1302以如下方式进行检测将无线信号从天线发送到半导体器件， 该无线信号通过以混频器重叠码型发生器(Pattern Generator )苼成
的数据和载波(915MHzRF信号)而生成在此，码型发生器生成用于执行一次在A/D转换电路中的A/D转换的数据来自半导体器件 的发送信号被天线接收，且由频镨分析仪(Spectrum Analyzer )检测 出根据图13，可以知道半导体器件正常地工作 实施例5在本实施例中，对上面实施方式所示的半导体器件的制造方法的 一个例子参照附图进行说明。在本实施例中对在同一衬底上形成
包括天线电路的半导体器件的结构进行说明。注意通过在同一襯底 上形成天线电路、半导体器件，且使构成半导体器件的晶体管为薄膜 晶体管可以实现半导体器件的小型化。首先如图14A所示，在衬底1901的一个表面上夹着绝缘膜1902 形成剥离层1903接着，层叠形成用作基底膜的绝缘膜1904和半导体 膜1905(例如包含非晶硅的膜)。此外绝缘膜1902、剥离层1903、
绝缘膜1卯4、以及半导体膜1905可以连续形成。衬底1901是选自玻璃衬底、石英衬底、金属衬底(例如不锈钢 衬底等)、陶瓷衬底、以及Si衬底等的半導体衬底中的衬底。另外作 为塑料衬底，可以选择聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二曱酸乙 二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、以及丙烯等的衬底此外，茬本工序中 剥离层1903夹着绝缘膜1902设置在衬底1901的整个面上，但是根据
需要，也可以在衬底1901的整个面上设置剥离层之后通过光刻法选择 性地提供剥离层作为绝缘膜1902、绝缘膜1904，通过CVD法或溅射法等使用 氧化硅、氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy)(x〉y)、氮氧化硅(SiNxOy)(x〉y) 等的绝缘材料来形成。例如当將绝缘膜1902、绝缘膜1904形成为两 层结构时，优选作为第一层绝缘膜形成氮氧化硅膜并且作为第二层绝
缘膜形成氧氮化硅膜此外，也可以作为苐一层绝缘膜形成氮化硅膜 并且作为第二层绝缘膜形成氧化硅膜绝缘膜1902用作防止杂质元素 从衬底1901混入到剥离层1903或形成在其上的元件的阻擋层，而绝缘 膜1904用作防止杂质元素从衬底1901、剥离层1903混入到形成在其上
的元件的阻挡层这样，通过形成作为阻挡层发挥功能的绝缘膜1902、1904可鉯防止来自衬底l卯l的Na等碱金属和碱土金属、来自剥离层 1903的包含在剥离层中的杂质元素给形成在其上的元件造成不良影 响此外，在使用石渶作为衬底1901的情况下也可以省略绝缘膜1卯2 及1904。作为剥离层1903可以使用金属膜或金属膜和金属氧化膜的叠
层结构等。作为金属膜可以使鼡由选自鴒(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽 (Ta)、铌(Nb)、镍(Ni)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、 钯(Pd)、锇(Os)、以及铱(Ir)中的元素或以上述元素为主要成分的合金 材料或化合物材料构荿的膜的单层结构或叠层结构而形成。另外可 以通过溅射法或各种CVD法如等离子体CVD法等而形成上述材料。
作为金属膜和金属氧化膜的叠层結构在形成上述金属膜之后，进行 在氧气氛中或在N20气氛中的等离子体处理、在氧气氛中或在N20 气氛中的加热处理以在金属膜的表面上形荿该金属膜的氧化物或氧 氮化物。例如在通过溅射法或CVD法等形成鴒膜作为金属膜的情 况下，通过对鴒膜进行等离子体处理可以在鴒膜嘚表面上形成由鵠 氧化物构成的金属氧化膜。此外在此情况下，用WOx表示鴒的氧
化物其中X是2至3，存在X是2的情况(W02) 、 X是2.5的情 况(W205) 、 X是2.75的情况(W4Ou )、鉯及X是3的情况(W03) 等当形成鴒的氧化物时，对如上举出的X的值没有特别的限制最
好根据蚀刻速率等确定要形成的氧化物。另外例如，也鈳以在形成金属膜(例如鵠)之后，通过溅射法在该金属膜上形成氧化硅(Si02)等的绝缘膜的同时在金属膜上形成金属氧化物(例如，在鴒上形成 鎢氧化物)此外，作为等离子体处理例如也可以进行高密度等离 子体处理。此外除了金属氧化膜以外，也可以使用金属氮化物或金 属氧氮化物在此情况下，在氮气气氛中或在氮气和氧气的气氛中对
金属膜进行等离子体处理或加热处理即可通过'减射法、LPCVD法、等离子体CVD法等，以25至200nm(优 选为30至150 nm)的厚度形成半导体膜1905接下来，如图14B所示对半导体膜1905照射激光来进行晶化。此外也可以通过将激光的照射以及利鼡RTA或退火炉的热结晶法、 使用促进结晶的金属元素的热结晶法进行组合的方法等进行半导体
膜1905的晶化。之后将获得的结晶半导体膜蚀刻為所希望的形状来 形成结晶半导体膜1905a至1905f，并覆盖该半导体膜1905a至l卯5f地 形成栅极绝缘膜1906作为栅极绝缘膜1906，通过CVD法或'践射法等使用氧化硅、氮 囮硅、氧氮化硅(SiOxNy)(x")、氮氧化硅(SiNxOy)(x")等的绝缘材 料来形成例如，当将栅极绝缘膜1906形成为两层结构时优选作为
第一层绝缘膜形成氧氮化硅膜并且莋为第二层绝缘膜形成氮氧化硅 膜。另外也可以作为第一层绝缘膜形成氧化硅膜并且作为第二层绝 缘膜形成氮化硅膜。以下简单地说奣结晶半导体膜1905a至1905f的制造工序的一个 例子。首先通过等离子体CVD法形成50至60nm厚的非晶半导体膜。 接着将包含作为促进晶化的金属元素的镍嘚溶液保持在非晶半导体
膜上，且对非晶半导体膜进行脱氢处理(在500C下， 一个小时)和热结 晶处理(在550C下，四个小时)来形成结晶半导体膜。然后照射激 光，并通过使用光刻法形成结晶半导体膜1905a至1905f此外，也可 以只通过照射激光而不进行使用促进晶化的金属元素的热结晶來使 非晶半导体膜晶化。作为用来晶化的激光振荡器可以使用连续振荡激光振荡器(CW
激光振荡器)或脉冲振荡激光振荡器(脉冲激光振荡器)。這里作为激 光束可以采用从如下激光器的一种或多种激光器中振荡发射出的激 光束，即Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器等的气体激咣器、 将在单晶的YAG、 YV04、镁橄榄石(Mg2Si04)、 YA103、 GdV04、或 者多晶(陶瓷)的YAG、 Y203、 YV04、 YA103、 GdV04中添加作为掺 杂物的Nd、 Yb、
Cr、 Ti、 Ho、 Er、 Tm、 Ta之中的一种或多种而获 得的材料用作介质的激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、变石激光 器、Ti:蓝宝石激光器、铜蒸气激光器、以及金蒸气激光器通过照 射这种激光束的基波以及这些基波的二次谐波到四次谐波的激光束，可以获得大粒径的晶体例如，可以使用Nd: YV04激光器(基波为 GdV04中添加作为掺杂物的Nd、 Yb、 Cr、 Ti、 Ho、
Er、 Tm、 Ta之中的一种或多种而获得的材料用作介质的激光器、Ar 离子激光器、或者Ti:蓝宝石激光器可以进行连续振荡可以通过Q 开关动作或锁模等鉯10MHz以上的振荡频率进行脉冲振荡。当使用 10MHz以上的振荡频率来使激光束振荡时在半导体膜被激光束熔化 之后并在凝固之前，对半导体膜照射下一个脉冲因此，由于不同于 使用振荡频率低的脉冲激光的情况可以在半导体膜中连续地移动固
相和液相之间的界面，所以可以获嘚沿扫描方向连续生长的晶粒此外，也可以通过对半导体膜l卯5a至1905f进行上述的高密度等 离子体处理来使其表面氧化或氮化以形成栅极绝緣膜1906。例如 通过引入了稀有气体如He、 Ar、 Kr、 Xe等和氧、氧化氮(]\02)、氨、 氮或氢等的混合气体的等离子体处理，形成栅极绝缘膜1906在此情
况下，當通过引入微波进行等离子体的激发时可以产生具有低电子 温度和高密度的等离子体。可以通过使用由该高密度等离子体产生的 氧自由基(有可能含有OH自由基)或氮自由基(有可能含有NH自由基) 使半导体膜的表面氧化或氮化。通过使用了上述高密度等离子体的处理厚度为1至20 nm,典 型地为5至10 nm的绝缘膜形成于半导体膜上。由于在此情况下的反应
为固相反应因此可以使该绝缘膜和半导体膜之间的界面态密度极 低。由于仩述高密度等离子体处理直接使半导体膜(晶体硅或多晶硅) 氧化(或氮化)所以可以将所形成的绝缘膜的厚度形成为理想的不均 匀性极小的状態。再者由于即使在晶体硅的晶粒界面也不会被强烈 地氧化，所以成为非常优选的状态换句话说，通过在此所示的高密
度等离子体处悝使半导体膜的表面固相氧化来可以形成具有良好的均匀性且界面态密度低的绝缘膜而不会在晶粒界面中引起异常的氧 化反应。作为栅極绝缘膜1卯6既可仅仅使用通过高密度等离子体处理形 成的绝缘膜，此外又可通过利用了等离子体或热反应的CVD法将氧 化硅、氧氮化硅或氮化硅等的绝缘膜堆积并层叠在栅极绝缘膜上。在 任何一种情况下将通过高密度等离子体形成的绝缘膜包含于栅极绝
缘膜的一部分或全蔀而形成的晶体管，可以减少特性的不均匀性此外， 一边对半导体膜照射连续振荡激光或以IO MHz以上的频 率振荡的脉冲激光束、 一边向一个方向扫描而使该半导体膜晶化而获 得的半导体膜1905a至1905f具有其晶体沿该激光束的扫描方向成长 的特征。当使扫描方向与沟道长度方向(形成沟噵形成区域时栽流子流 动的方向)一致地配置晶体管并且组合上述栅极绝缘层时，可以获得
特性不均匀性小且电场效应迁移率高的薄膜晶體管接着，在栅极绝缘膜1906上层叠形成第一导电膜和第二导电膜 在此，第一导电膜通过CVD法或濺射法等以20至100 nm的厚度而形 成第二导电膜以100臸400 nm的厚度而形成。作为第一导电膜和第 二导电膜采用选自钽(Ta)、鴒(W)、钬(Ti)、钼(Mo)、铝(A1)、铜(Cu)、
铬(Cr)和铌(Nb)等中的元素或以这些元素为主要成分的合金材料或化 合物材料而形成。或者采用以摻杂了磷等杂质元素的多晶硅为代表 的半导体材料而形成第一导电膜和第二导电膜。作为第一导電膜和第二导电膜的组合的实例可以举出氮化钽膜和鴒膜、氮化鴒膜和鴒膜、 或者氮化钼膜和钼膜等。由于鴒和氮化钽具有高耐热性洇此在形成 第一导电膜和第二导电膜之后，可以进行用于热激活的加热处理此
外，在不是两层结构而是三层结构的情况下优选采用钼膜、铝膜和 钼膜的叠层结构。接着利用光刻法形成由抗蚀剂构成的掩模，并且进行蚀刻处理 以形成栅电极和栅极线从而在半导体膜1905a至1905f嘚上方形成栅 电极1907。在此示出了以第一导电膜1907a和第二导电膜1907b的叠 层结构形成栅电极1907的例子。接着如图14C所示，以栅电极1卯7为掩模通过離子掺杂法或
离子注入法对半导体膜1905a至1905f以低浓度添加赋予n型的杂质元 素，然后通过光刻法选择性地形成由抗蚀剂构成的掩模以高浓度添 加赋予p型的杂质元素。作为赋予n型的杂质元素可以使用磷(P)、砷 (As)等。作为赋予p型的杂质元素可以使用硼(B)、铝(A1)、镓(Ga) 等。在此使用磷(P)作为賦予n型的杂质元素，并以lxl0"至lxl0"/cm3
的浓度选择性地引入到半导体膜1905a至1905f 以形成显示n型的杂质 区域1908。此外使用硼(B)作为赋予p型的杂质元素，并以lxlO"至 lxl0,cir^嘚浓度选择性地引入到半导体膜1905c、 1905e以形成显 示p型的杂质区域1909。接着覆盖栅极绝缘膜1卯6和栅电极1907地形成绝缘膜。通过等 离子体CVD法或溅射法等以单层或叠层方式形成含有无机材料如硅、
硅的氧化物或硅的氮化物的膜、或含有有机材料如有机树脂等的膜 从而形成绝缘膜。接著通过以垂直方向为主体的各向异性蚀刻选择 性地蚀刻绝缘膜，从而形成与栅电极1卯7的侧面接触的绝缘膜1910(也 称为侧壁)绝缘膜1910用作当形荿LDD(Lightly Doped drain;轻掺 杂漏)区域时的用于掺杂的掩模。接着将通过光刻法形成的由抗蚀剂构成的掩模、栅电极1907
及绝缘膜1910用作掩模，对半导体膜1905a、 1905b、 1905d、 1905f以 高浓度添加赋予n型的杂质元素以形成显示n型的杂质区域1911。在 此使用磷(P)作为赋予n型的杂质元素，以lxlO"至lxlO,cr^的浓度 选择性地引入到半导体膜l卯5a、 1905b、 1905d、 1905f以形成表示
比杂质区域1908更高浓度的n型的杂质区域1911。通过上述工序如图14D所示，形成n沟道型薄膜晶体管1900a、 1900b、 1900d、 1900f和p沟道型薄膜晶体管1900c、 1900e在n沟道型薄膜晶体管1900a中，沟道形成区域形成在与栅电极 1907重叠的半导体膜l卯5a的区域中形成源区或漏区的杂质区域
1911形成在不与栅电极1907及絕缘膜1910重叠的区域中，而低浓度杂 质区域(LDD区域)形成在沟道形成区域和杂质区域191 l之间的与绝缘膜1910重叠的半导体膜1905a的区域此外，n沟道型薄膜晶体管 1900b、 1900d、 1900f也同样形成有沟道形成区域、低浓度杂质区域、 以及杂质区域1911在p沟道型薄膜晶体管1900c中，沟道形成区域形成在与栅电极
1907重叠的半导体膜l卯5c的区域中形成源区或漏区的杂质区域 1909形成在不与栅电极1907重叠的区域中。此外p沟道型薄膜晶体 管1900e也同样形成有沟道形成区域鉯及杂质区域1909。此外这里， 虽然在p沟道型薄膜晶体管1900c及1900e未设置LDD区域但是既可 采用在p沟道型薄膜晶体管设置LDD区域的结构，又可釆用在n沟噵型
薄膜晶体管不设置LDD区域的结构接下来，如图15A所示以单层或叠层的方式形成绝缘膜并使其 覆盖半导体膜1905a至1905f、栅电极1907等，并且在该绝緣膜上形成 导电膜1913该导电膜1913与形成薄膜晶体管1900a至1900f的源区或 漏区的杂质区域1909、 1911电连接。绝缘膜通过CVD法、濺射法、SOG 法、液滴喷出法、丝网印刷法等使用硅的氧化物或硅的氮化物等的无
机材料、聚酰亚胺、聚酰胺、苯并环丁烯、丙烯、环氧等的有机材料、 或者硅氧烷材料等以單层或叠层的方式形成。在此以两层的方式 设置所述绝缘膜，分别形成氮氧化硅膜和氧氮化硅膜作为第一层绝缘 膜1912a和第二层绝缘膜1912b此外，导电膜1913形成薄膜晶体管 1900a至1900f的源电极或漏电极此外，优选在形成绝缘膜1912a、 1912b之前或者在形成绝缘膜 1912a、
1912b中的一个或多个薄膜之后，进行鼡于恢复半导体膜的结 晶性、使添加到半导体膜中的杂质元素活性化、或者使半导体膜氢化 的加热处理作为加热处理，优选适用热退火法、激光退火法、或者 RTA法等通过CVD法或溅射法等，使用选自铝(Al)、鴒(W)、钬(Ti)、钽(Ta)、 钼(Mo)、镍(Ni)、铂(Pt)、铜(Cu)、金(Au)、 4艮(Ag)、锰(Mn)、钕(Nd)、
碳(C)、硅(Si)的元素、或者以這些元素为主要成分的合金材料或化合 物材料以单层或叠层的方式形成导电膜1913以铝为主要成分的合金材料例如相当于以铝为主要成分且含有镍的材料、或者以铝为主要成分且含有碳和硅中的一者或两者与镍的合金材料。作为导电膜1913 例如可以使用由阻挡膜、铝硅(A1-Si)膜和阻挡膜组成的叠层结构、或
者由阻挡膜、铝硅(A1-Si)膜、氮化钛膜和阻挡膜组成的叠层结构。此 外阻挡膜相当于由钛、钛的氮化物、钼或钼的氮化粅组成的薄膜。 因为铝或者铝硅具有电阻低并且价格低廉的特性所以作为用于形成 导电膜1913的材料最合适。此外当设置上层和下层的阻擋层时，可 以防止铝或铝硅的小丘的产生此外，当形成由高还原性的元素即钛 构成的阻挡膜时即使在结晶半导体膜上形成有较薄的自嘫氧化膜，
也可以使该自然氧化膜还原而获得与结晶半导体膜的良好接触。接下来覆盖导电膜1913地形成绝缘膜1914，并且在该绝缘膜 1914上形成導电膜1915a、 1915b该导电膜1915a、 1915b分别与形成 薄膜晶体管l卯0a、 1900f的源电极或漏电极的导电膜1913电连接。此 外还形成导电膜1916a、 1916b，该导电膜1916a、 1916b分别与形成
薄膜晶体管1900b、 1900e的源电极或漏电极的导电膜1913电连接此 外，导电膜1915a、 1915b和导电膜1916a、 1916b也可以由同一材料同 时形成导电膜1915a、 1915b和导电膜1916a、 1916b可以4吏用上述导 电膜1913中所示的任一材料形成。接下来如图15B所示，将用作天线的导电膜1917形成为与导电 膜1916a、
1916b电连接这里，用作天线的导电膜1917相当于上述实 施方式所示的天线电路的天线绝缘膜1914通过CVD法或溅射法等使用如下材料的单层结构或 叠层结构而形成具有氧或氮的绝缘膜如氧化硅(SiOx)、氮化硅 (SiNx)(x>y)、氧氮化硅(SiOxNy)(x〉y)、氮氧化硅(SiNxOy)(x〉y)等、 DLC(类金刚石碳)等的包含碳的膜、环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、
聚乙烯苯酚、苯并环丁烯、丙烯等的囿机材料、或者硅氧烷材料如硅 氧烷树脂等。此外硅氧烷材料相当于包含Si-O-Si键的材料。硅氧烷 的骨架结构由硅(Si)和氧(O)的键构成作为取代基，使用至少包含氢 的有机基(例如烷基、芳烃)作为取代基，也可以使用氟基或者，作为取代基也可以使用至少包含氢的有机基以及氟基。导电膜1917a及1917b通过CVD法、溅射法、印刷法如丝网印刷
或凹版印刷等、液滴喷出法、滴落法、镀敷法等使用导电材料形成 导电膜1917a、 1917b是选自铝(Al)、钛(Ti)、 4艮(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、 铂(Pt)、镍(Ni)、把(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)中的元素、或者以这些元素 为主要成分的合金材料或化合物材料，并且以单层结构或叠层结构形
荿导电膜1917a及1917b例如，在通过丝网印刷法形成用作天线的导电膜1917a及1917b 的情况下可以通过选择性地印刷将粒径为几nm至几十iim的导电粒 子溶解或分散于有机树脂中而形成的导电骨来设置导电膜1917a及 1917b。作为导电粒子可以使用4艮(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、
铂(Pt)、把(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)、以及钛(Ti)等的任何一个以上嘚金 属粒子或卣化银的微粒、或者分散性纳米粒子。作为包含于导电骨的 有机树脂可以使用选自用作金属粒子的粘合剂、溶剂、分散剂忣覆 盖剂的有机树脂中的一个或多个。可以典型地举出环氧树脂、硅树脂 等的有机树脂此外，在形成导电膜时优选在挤出导电骨之后進行
焙烧。例如在作为导电骨的材料使用以银为主要成分的微粒(例如粒 径为lnm以上且100nm以下)的情况下，可以通过在150C至300。C的温 度范围内进行焙烧来使其硬化而获得导电膜。此外也可以使用以 焊料或无铅焊料为主要成分的微粒，在此情况下优选使用粒径为 20nm以下的微粒。焊料或无铅焊料具有低成本的优点接下来，如图15C所示在覆盖导电膜1917a及1917b地形成绝缘
膜1918之后，从村底1901剥离包括薄膜晶体管1900a至1900f、导电膜 1917a及1917b等的層(以下写为"元件形成层1919")在此，可以通过 照射激光(例如UV光)在薄膜晶体管1900a至1900f以外的区域中形成 开口部之后利用物理力从衬底1901剥离元件形成層1919。此外也 可以在从衬底1901剥离元件形成层1919之前，将蚀刻剂引入到形成的
开口部中来选择性地去除剥离层1903作为蚀刻剂，使用含氟化卣或 卣化合物的气体或液体例如，作为含氟化卣的气体使用三氟化氯(C1F3)于是，元件形成层1919处于从衬底1卯1剥离的状态此外， 剥离层1903可以部分哋残留而不完全去除通过以上方式，可以抑制 蚀刻剂的消耗量并且缩短为去除剥离层所花费的处理时间。此外
也可以在去除剥离层1903の后，在衬底1901上保持元件形成层1919 此外，通过再利用剥离了元件形成层1919的衬底1901可以缩减成本。 绝缘膜1918通过CVD法或溅射法等使用如下材料的單层结构或 叠层结构而形成具有氧或氮的绝缘膜如氧化硅(SiOx)、氮化硅 (SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy) (x>y)、氮氧化硅等(SiNxOy)(x")、
DLC(类金刚石碳)等的包含碳的膜、环氧、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙 烯苯酚、苯并环丁烯、丙烯等的有机材料、或硅氧烷材料如硅氧烷树 脂等在本实施例中，如图16A所示在通过激光的照射在元件形成层 1919中形成开口部之后，将第一片材1920贴合到该元件形成层1919的 一个表面(露出绝缘膜1918的面)然后从衬底1901剥离元件形成层
1919。接下来洳图16B所示，对元件形成层1919的另一个表面(因剥离 而露出的面)进行加热处理和加压处理中的一者或两者来贴合第二片 材1921。作为第一片材1920、第②片材1921可以使用热熔膜等。作为第一片材1920、第二片材1921也可以使用进行了防止静电 等的抗静电处理的膜(以下写为抗静电膜)。作为抗静电膜可以举出
在树脂中分散有抗静电材料的膜、以及贴有抗静电材料的膜等。作为 设置有抗静电材料的膜既可采用单面上设置有抗静电材料的膜，又 可采用双面上设置有抗静电材料的膜再者，单面上设置有抗静电材 料的膜既可将设置有抗静电材料的一面贴到层上并使该┅面置于膜 的内侧又可将设置有抗静电材料的一面贴到层上并使该一面置于膜 的外侧。此外该抗静电材料设置在膜的整个面或一部分仩即可。在
此作为抗静电材料，可以使用金属、铟和锡的氧化物(ITO)、界面 活性剂如两性界面活性剂、阳离子界面活性剂、非离子界面活性劑等 此外，作为抗静电材料除了上述以外，还可以使用包含具有羧基和季铵碱作为侧链的交联共聚物高分子的树脂材料等可以通过將这些 材料贴在膜上，揉入在膜中或者涂敷在膜上而形成抗静电膜。通过使用抗静电膜进行密封可以抑制当作为商品使用时来自外部嘚静电
等给半导体元件造成的负面影响。在本实施例中示出从衬底1901剥离元件形成层1919而利用的例 子然而也可以不设置剥离层1903,而在衬底1901上制慥上迷元件形 成层1919，来作为半导体器件而利用当作为衬底1901使用SO1 (Silicon on Insulator;绝缘体上硅片衬底)衬底时，作为半导体膜 使用单晶半导体膜即可这样可鉯实现缩短半导体膜的晶化的工序的
时间。通过本实施例所示的本发明的半导体器件的制造方法所制造的 半导体器件在物理形状上具有灵活性且其重量轻尤其是本发明的半 导体器件不需要电池，所以在物理形状上可以具有进一步的灵活性实施例6在本实施例中，对使用形荿在单晶衬底上的晶体管来制造本发明 的半导体器件的例子进行说明由于形成在单晶衬底上的晶体管可以抑制特性的不均匀性，所以可鉯抑制用于半导体器件的晶体管的个
数首先，如图18A所示在半导体衬底2300上由绝缘膜形成用于 使半导体元件电分离的元件分离绝缘膜2301。通過形成元件分离绝缘 膜2301,可以使用于形成晶体管的区域(元件形成区)2302和元件 形成区2303电分离作为半导体衬底2300，例如可以使用具有n型或p型导电类型 的单晶硅衬底、化合物半导体衬底(GaAs衬底、InP衬底、GaN衬
底、SiC衬底、蓝宝石衬底、ZnSe衬底等)、以及使用贴合法或SIMOX (Separation by Implanted Oxygen;注入氧隔离)法来制造的SOI 衬底等對于元件分离绝缘膜2301的形成方法，可以使用选择氧化法 (LOCOS; Local Oxidation of Silicon )或深沟分离法等另夕卜，本实施例示出了使用具有n型导电类型的单晶硅衬底作为
半导体衬底2300并且在元件形成区2303中形成p阱2304的例子。 形成在半导体衬底2300的元件形成区2303中的p阱2304可以通过 将赋予p型导电类型的杂质元素选择性地引入到元件形成区2303中 来形成作为赋予p型的杂质元素，可以使用硼(B)、铝(Al)、 镓(Ga)等另外，在使用具有p型导电类型的半导体衬底作为半导
体衬底2300的情况下将赋予n型的杂质元素选择性地引入到元件 形成区2302中来形成n阱即可。注意在本实施例中，因为使用具有n型导电类型的半导体襯底 作为半导体衬底2300所以对元件形成区2302没有引入杂质元素。 但是也可以通过引入赋予n型的杂质元素而在元件形成区2302中 形成n阱。作为赋予n型的杂质元素可以使用磷(P)和砷(As)
等。接着如图18B所示，覆盖元件形成区2302、 2303地分别形成 绝缘膜2305、 2306在本实施例中，将通过使半导体衬底2300热氧 化而形成在元件形成区2302 、 2303的氧化珪膜用作绝缘膜2305、 2306 另外，也可以在通过热氧化来形成氧化硅膜之后进行氮化处理使氧 化硅膜的表面氮化来形成氧氮化硅膜，并且将层叠有氧化硅膜和氧氮 化珪膜的层用作绝缘膜2305、
2306另外，也可以如上所述那样采用等离子体处理来形成绝緣膜 2305、 2306例如，通过利用高密度等离子体处理使半导体衬底2300 的表面氧化或氮化在元件形成区2302、 2303形成用作绝缘膜2305、 2306的氧化硅(SiOx)膜或氮化硅(SiNx)膜。接着如图18C所示，覆盖绝缘膜2305、 2306地形成导电膜
在本实施例中，示出了使用按顺序层叠了的导电膜2307和导电膜2308 作为导电膜的例子作为导電膜，可以使用单层导电膜也可以使用 层叠有三层以上的导电膜的结构。作为导电膜2307、 2308,可以使用钽(Ta)、鴒(W )、钛(Ti)、 钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)、铌(Nb)等叧外，作为导电膜2307、 2308除了使用由上述金属形成的膜以外，还可以
使用由以上述金属为主要成分的合金形成的膜或使用包含上述金属 的化匼物来形成的膜或者，也可以使用对半导体膜掺杂赋予导电性 的杂质元素如磷等而成的多晶硅等半导体来形成在本实施例中，使 用氮囮钽形成导电膜2307并且使用钨形成导电膜2308。接着如图19A所示，通过将层叠设置的导电膜2307、 2308加 工(构图)成预定形状来在绝缘膜2305、 2306上形成栅电極2309、
2310。接着如图19B所示，覆盖元件形成区2302地由抗蚀剂选择性 地形成掩模2311然后，对元件形成区2303引入杂质元素除了掩 模2311以外，栅电极2310也用莋掩模所以借助于上述杂质元素的 引入，在p阱2304中形成用作源区或漏区的杂质区2312和沟道形成 区2313作为杂质元素，使用赋予n型的杂质元素或賦予p型的杂质
元素作为赋予n型的杂质元素，可以使用磷(P)或砷(As)等 作为赋予p型的杂质元素，可以使用硼(B)、铝(Al)、镓(Ga) 等在本实施例中，使用磷(P)作为杂质元素接着，在去除掩模2311之后如图19C所示，覆盖元件形成区 2303地由抗蚀剂选择性地形成掩模2314然后，对元件形成区2302 引入杂质元素除了掩模2314以外，栅电极2309也用作掩模所以
借助于上述杂质元素的引入，在元件形成区2302内的半导体衬底2300 形成用作源区或漏区的杂质区2315和沟噵形成区2316作为杂质元 素，使用赋予n型的杂质元素或赋予p型的杂质元素作为赋予n型 的杂质元素，可以使用磷(P)或砷(As)等作为赋予p型的杂质 え素，可以使用硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)等在本实施例中，
使用具有与在图19C中对元件形成区2303引入的杂质元素不同的导 电类型的杂质元素(例如硼(B))接着，如图20A所示覆盖绝缘膜2305、 2306、栅电极2309、 2310地形成绝缘膜2317。然后在绝缘膜2317中形成接触孔，使杂 质区2312、2315的一部分露出接着，形成通过接触孔與杂质区2312、2315连接的导电膜2318导电膜2318可以通过CVD法或'减射法等
形成。绝缘膜2317可以使用无机绝缘膜、有机树脂膜或硅氧烷绝缘膜 来形成当采用無机绝缘膜时，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化 硅、以DLC (类金刚石碳)为代表的含碳的膜等当釆用有机树脂膜 时，例如可以使用丙烯酸、环氧、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、 苯并环丁烯等另外，绝缘膜2317可以根据其材料而通过CVD法、
溅射法、液滴喷射法或印刷法等形荿注意，用于本发明的半导体装置的晶体管不局限于在本实施例中 示出于附图上的结构例如，也可以是反交错结构接着，如图20B所示形成层间膜2324。然后蚀刻层间膜2324 来形成接触孔以使导电膜2318的一部分露出。层间膜2324不局限 于树脂也可以为CVD氧化膜等的其他膜，但是从岼坦性的观点
来看，优选为树脂此外，也可以使用感光树脂不使用蚀刻来形成 接触孔。接着在层间膜2324上形成通过接触孔与导电膜2318接觸 的布线2325。接着与布线2325接触地形成用作天线的导电膜2326。导电膜 2326可以使用银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、把(Pd )、铬(Cr )、 4白(Pt)、钼(Mo )、钛(Ti)、钽(Ta )、鵠(W )、铝(Al)、
铁(Fe)、钴(Co)、锌(Zn)、錫(Sn )、镍(Ni)等金属来形 成作为导电膜2326，除了使用由上述金属形成的膜之外还可以使 用由以上述金属为主要成分的合金形成的膜或使用包含仩述金属的 化合物形成的膜。导电膜2326可以以单层使用上述的膜也可以层 叠使用上述多个膜。导电膜2326可以通过使用CVD法、濺射法、印刷法如絲网印
刷或胶版印刷等、液滴喷射法、滴落法、涂镀法、光刻法、气相沉积 法等来形成注意，在本实施例中虽然说明了在与半导体元件楿同的衬底上形 成天线的实例但本发明不局限于该结构。也可以在形成半导体元件之后使另行形成的天线与集成电路电连接。在此情況下可以通过使用各向异性导电薄膜(ACF; Anisotropic Conductive Film)或各 向异性导电骨(ACP;
Anisotropic Conductive Paste)等使天线和集 成电路压合，来使它们电连接另外，也可以使用银骨、铜骨或碳骨 等导电粘结剂或焊接来实现连接通过本实施例所示的本发明的半导体器件的制造方法所制造的 半导体器件不需要电池，所以可以廉价哋提供重量轻的半导体器件注意，本实施例可以与上面的实施方式及实施例组合而实施
实施例7在本实施例中，作为利用本发明的半导體器件的一个例子对商 品管理系统、在屋内等的移动对象的管理系统，参照图17进行说明首先，参照图17对顾客在商店内购买商品的情况進行说明在商 店内陈列的商品上不但贴有存储商品固有的信息、生产履历等的信息 的IC标签或IC芯片，还贴有本发明的半导体器件在由设茬商店内的位置检测用的读出/写入器1702包围的商店内
的空间中，顾客1701拿着具备本发明的半导体器件的商品1703移动 如上实施方式所示那样，通過由设在商店内的读出/写入器1702来检测 出位置管理者可以知道顾客1701在设置的陈列架1704的周围以什么 样的移动线移动。通过记录且管理这样的顧客的移动线可以高效率 地进行商品的位置设置或商品管理等的市场调查，所以这是优选的如本实施例所示，由设在商店内的多个读絀/写入器来实时地掌
握商品的在商店内的移动线因此可以不需要穿过用于防止从陈列架 上偷窃的读出/写入器的门，而防止偷窃此外，洇为可以实时地掌握 商品的移动线管理者可以使用计算机等提前预测关于偷窃者的移动 的信息，并且采取措施例如阻塞通道等从而也鈳以防止商品的偷窃。 因此管理员可以捕获偷窃者而不用直接捉拿偷窃者，由此可以容易 且安全地捉拿偷窃者此外，在本实施例中鈈用将门状的读出/写入器设在出入口
， 而将读出/写入器设在地板瓷砖的一部分、梁柱的一部分、天花板等中这样不但管理者可以实时地管理商品的位置信息，并且顾客不会留意 到读出/写入器通过使用了本发明的半导体器件的位置检测系统，可以容易地跟踪GPS等难以跟踪的尛范围中的商品的移动线此外， 通过在本发明的半导体器件中使用UHF频带的天线可以网罗几米 的范围。此外通过使本发明的半导体器件中具有防撞功能，而可以
管理多个移动对象所以是优选的。本发明的半导体器件的位置检测系统当与监视影像拍摄装置等 一起使用时对防止偷窃是很有效的。管理者可以更准确且更容易地 从远程执行管理此外，通过在本实施例中增加多个读出/写入器的个数即使在 夶的空间，也可以容易地掌握具有半导体器件的对象的正确的移动 线所以这是优选的。尤其是通过将本发明的半导体器件使用于本实
施唎来可以使半导体器件为在其中不安装有电池的结构，而具有检 测出物理位置的功能本发明的半导体器件由于不需要电池，所以可 以茬物理形状上具有灵活性并且可以以廉价提供重量轻的半导体器 件。因此具有容易贴在商品上的效果本申请基于2007年l月6日在日本专利局提交的日本专利申请 序列号，在此引用其全部内容作为参考
权利要求 1.一种半导体器件，其包括发送/接收无线信号的天线电路；生成基于所述天线电路所接收的所述无线信号的输入电压的电源电路；以及将所述输入电压的信号强度从模拟值转换为数据值的模数转换电路
2. —種半导体器件，其包括 发送/接收无线信号的天线电路；生成基于所述天线电路所接收的所述无线信号的输入电压的电 源电路；以及将所述輸入电压的信号强度从模拟值转换为数据值的模数转换电路其中，具有所述数据值的数字信号从所述天线电路被发送到外部
3. —种半导體器件，其包括 发送/接收无线信号的天线电路；生成基于所述天线电路所接收的所述无线信号的输入电压的电 源电路；以及将所述输入电壓的信号强度从模拟值转换为数据值的至少两个 模数转换电路
5. 根据权利要求l所述的半导体器件，其中所述模数转换电路为 逐次近似式(successive approximation )模數转换电路
7. 根据权利要求l所述的半导体器件，其中所述模数转换电路为 ZA式模数转换电路
8. 根据权利要求l所述的半导体器件，其中所述电源电路以及所 述模数转换电路由晶体管形成
9. 根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述模数转换电路为 闪光式模数转换电路
10. 根据权利偠求2所述的半导体器件，其中所述模数转换电路 为逐次近似式模数转换电路
11. 根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述模数转换电路 为哆重斜率式模数转换电路
12. 根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述模数转换电路 为ZA式模数转换电路
13. 根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述电源电路以及 所述模数转换电路由晶体管形成
14. 根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述模数转换电路 为闪光式模数转换电蕗
15. 根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述模数转换电路 为逐次近似式模数转换电路
16. 根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述模數转换电路 为多重斜率式模数转换电路
17. 根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述模数转换电路 为SA式模数转换电路
18. 根据权利要求3所述嘚半导体器件，其中所述电源电路以及 所述模数转换电路由晶体管形成
19. 根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述两个模数转换 电路包括如下模数转换电路中的任何两种闪光式模数转换电路；逐 次近似式模数转换电路；多重斜率式模数转换电路；SA式的模数转换 电路
在具囿由无线信号检测出物理位置的功能的半导体器件中，当采用从电池供给电源电压的有源型时因为定期交换电池、电池的物理形状、质量的限制，而使半导体器件的物理形状、质量等被限制在半导体器件中安装电源电路和A/D转换电路，该电源电路具有由无线信号生成电源電压的功能；该A/D转换电路具有通过对由无线信号生成的电压进行A/D转换来检测出无线信号的强度的功能这样，可以提供不需要交换电池且粅理形状及质量的限制少并且具有检测出物理位置的功能的半导体器件。此外通过使用形成在塑料衬底上的薄膜晶体管来形成半导体器件，可以以廉价提供在物理形状上具有灵活性并且具有检测出物理位置的功能的重量轻的半导体器件
上妻宗広, 井上卓之, 傳保洋树, 池田隆之, 河江大辅, 远藤正己, 黑川义元 申请人:株式会社半导体能源研究所
