一种基于薄膜工艺的射频识别标签制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于薄膜工艺的射频识别标签制备方法，该射频识别标签主要由天线、模拟前端、时钟及数字逻辑电路和EEPROM存储电路构成，EEPROM存储电路包括存储器件及外围读写电路构成，天线主要由金属线圈所组成，模拟前端和时钟及数字逻辑电路由常规薄膜晶体管所组成，而EEPROM存储电路主要是由常规薄膜晶体管和存储薄膜晶体管所组成。本发明专利技术提供了一种采用薄膜工艺在同一基板上一体化制备包括天线、模拟前端电路、时钟及数字逻辑电路和EEPROM存储电路这四部的整个射频识别标签的方法，克服传统的RFID标签存在IC芯片与外接天线整合成本高、工序复杂等缺点，从而降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路
，特别涉及。
技术介绍
射频识别(RFID:Rad1 Frequency Identificat1n)是实现物联网的关键技术，广泛应用于生产、零售、物流、交通、金融等各个行业。典型的RFID系统架构主要由应用系统、阅读器和RFID标签三部分构成。应用系统负责数据处理、传输和控制。阅读器主要负责与电子标签的双向通信，同时接受来自应用系统的控制指令。RFID标签具有唯一的电子编码并存储着被识别物体的相关信息，是射频识别系统真正的数据载体。13.56MHz无源RFID标签是目前使用最多的，其主要由单晶硅集成电路(IC)芯片和外部天线焊接组成。IC芯片内部主要由调制解调电路、整流稳压电路、时钟及数字逻辑电路，EEPROK电可擦可编程只读存储器)存储电路等模块组成。这种传统的RFID标签存在IC芯片与外接天线整合成本高、工序复杂的缺点，也无法做成柔性形式的标签。随着薄膜工艺技术的成熟与发展，薄膜晶体管器件已经成为了国内外科研人员的研究热点。人们逐渐开始尝试用TFT工艺替代传统的单晶硅工艺制备RFID标签来解决传统RFID标签的IC芯片与天线整合的问题，最终目标是实现柔性RFID标签。但是对于射频识别标签而言，其中一般都包括天线、模拟前端电路、时钟及数字逻辑电路和EEPROM存储电路这四部分，而对于薄膜工艺而言，其中用来制备模拟前端电路和时钟及数字逻辑电路的常规薄膜晶体管的结构和用来制备存储器件的存储薄膜晶体管的结构有着比较大的差异，所以将这两者用同一套工艺集成在同一个衬底上是有一定的难度，即在同一个基板上集成包含天线、模拟前端电路、时钟及数字逻辑电路和EEPROM存储电路这四部分的射频识别标签是有很大的难度的。因此，亟需设计一种能够同时集成常规薄膜晶体管和存储薄膜晶体管的电路的制备方法，从而实现在基板上利用薄膜工艺集成包含天线、模拟前端电路、时钟及数字逻辑电路和EEPROM存储电路这四部分的射频识别标签。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供。本专利技术采用如下技术方案:—种基于薄膜工艺的射频识别标签制备方法，所述射频识别标签由天线、模拟前端电路、时钟及数字逻辑电路和EEPROM存储电路，所述EEPROM存储电路包括存储器件及外围读写电路构成，包括如下步骤:SI在衬底上形成间隔第一栅极金属图案及第二栅极金属图案；S2在第一栅极金属图案上形成厚度为A的SiNx层；S3在厚度为A的SiNx层及第二栅极金属图案上形成厚度为B的存储TFT浮栅，所述存储TFT浮栅为SiNx层；S4在第一栅极金属图案上方的存储TFT浮栅上形成厚度为C的S12绝缘层； S5在S12绝缘层及存储TFT浮栅上形成厚度为D的隧穿绝缘层，所述隧穿绝缘层也是S1Jl ;S6在隧穿绝缘层上形成有源层图案；S7分别在第一、第二栅极金属图案上方的有源层上中间位置形成S1Jlj蚀阻挡层；S8在S12刻蚀阻挡层上形成源/漏电极图案及天线图案，得到射频识别标签。第一栅极金属图案及在其上面依次形成的SiNx层、存储TFT浮栅、S12绝缘层、存储TFT隧穿绝缘层、有源层图案、S12刻蚀阻挡层、源/漏电极图案构成常规薄膜晶体管，实现模拟前端电路及时钟、数字逻辑电路及EEPROM的读写电路的功能，所述第二栅极金属图案及其在上面形成的存储TFT浮栅、存储TFT隧穿绝缘层、有源层图案、S12刻蚀阻挡层、源/漏电极图案构成存储薄膜晶体管，实现EEPROM存储器件的功能，而天线图案是用源漏极金属实现。常规薄膜晶体管的SiNx层的厚度为A+B，常规薄膜晶体管的绝缘层3102的厚度为C+D，而存储薄膜晶体管的SiNx层的厚度为B，存储薄膜晶体管的3102的厚度为D ;其中10nm A 400nm，20nm B 80nm，20nm C 80nm，5nm D 15nm。栅极绝缘层由SiNx层/S1Jl叠层结构构成。—种基于薄膜工艺的射频识别标签制备方法，所述射频识别标签包括天线、模拟前端电路、时钟及数字逻辑电路这三部分，包括如下步骤:SI在衬底上形成栅极金属图案； S2在栅极金属图案上形成栅极绝缘层；S3在栅极绝缘层上形成有源层图案；S4在有源层图案上形成S12刻蚀阻挡层；S5在S12刻蚀阻挡层上形成源/漏电极图案及天线图案，得到常规薄膜晶体管，构成射频识别标签。所述模拟前端电路、时钟及数字逻辑电路都是通过常规薄膜晶体管实现，而天线图案是用源漏极金属实现。所述衬底为玻璃衬底或者柔性衬底。，所述射频识别标签只包括EEPROM存储电路，所述EEPROM存储电路包括存储器件及外围读写电路，其特征在于，包括如下步骤:SI在衬底上形成间隔一定距离的第一栅极金属图案及第二栅极金属图案；S2在第一栅极金属图案上形成厚度为A的SiNx层；S3在厚度为A的SiNx层及第二栅极金属图案上形成厚度为B的存储TFT浮栅，所述存储TFT浮栅为SiNx层；S4在第一栅极金属图案上方的存储TFT浮栅上形成厚度为C的S12绝缘层；S5在S12绝缘层及存储TFT浮栅上形成厚度为D的隧穿绝缘层，所述隧穿绝缘层也是S1Jl ;S6在隧穿绝缘层上形成有源层图案；S7分别在第一、第二栅极金属图案上方的有源层上中间位置形成S1Jlj蚀阻挡层；S8在S12刻蚀阻挡层上形成源/漏电极图案，得到射频识别标签的EEPROM存储电路。第一栅极金属图案及在其上面依次形成的SiNx层、存储TFT浮栅、S1^缘层、存储TFT隧穿绝缘层、有源层图案、S12刻蚀阻挡层、源/漏电极图案构成常规薄膜晶体管，实现EEPROM的读写电路，所述第二栅极金属图案及其在上面形成的存储TFT浮栅、存储TFT隧穿绝缘层、有源层图案、S12刻蚀阻挡层、源/漏电极图案构成存储薄膜晶体管，实现EEPROM存储器件。所述常规薄膜晶体管的SiNx层的厚度为A+B，常规薄膜晶体管的绝缘层S12的厚度为C+D，而存储薄膜晶体管的SiNx层的厚度为B，存储薄膜晶体管的3102的厚度为D ;其中10nm A 400nm，20nm B 80nm，20nm C 80nm，5nm D 15nm。本专利技术的有益效果:(I)传统的RFID标签存在IC芯片与外接天线整合成本高、工序复杂的缺点，也无法做成柔性形式的标签。而本专利技术可以实现在玻璃或者柔性衬底上基于薄膜技术一体化集成制备无源RFID标签(包括天线和集成电路)，解决传统RFID标签的IC芯片与天线整合的问题，降低其成本；(2)本专利技术是采用薄膜工艺制程制备，相比于硅工艺的CMOS，在原材料、生产设备、能源消耗等方面都能降低成本，从而实现RFID标签的低成本化，有利于推动RFID在各个领域的商业应用；(3)本专利技术的薄膜工艺可以采用低温制备工艺，可以实现在柔性衬底上一体化集成RFID标签，增加RFID的应用范围。【附图说明】图1是常规薄膜晶体管的结构示意图；图2是存储薄膜晶体管的结构示意图；图3是本专利技术实施例1中步骤I的结构示意图；图4是本专利技术实施例1中步骤2的结构示意图；图5是本专利技术实施例1中步骤3的结构示意图；图6是本专利技术实施例1中步骤4的结构示意图；图7是本专利技术实施例1中步骤5的结构示意图；图8是本专利技术实施例1中步骤6的结构示意图；图9是本专利技术实施例1中步骤7的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于薄膜工艺的射频识别标签制备方法，所述射频识别标签由天线、模拟前端电路、时钟及数字逻辑电路和EEPROM存储电路，所述EEPROM存储电路包括存储器件及外围读写电路构成，其特征在于，包括如下步骤：S1在衬底上形成第一栅极金属图案及第二栅极金属图案；S2在第一栅极金属图案上形成厚度为A的SiNx层；S3在厚度为A的SiNx层及第二栅极金属图案上形成厚度为B的存储TFT浮栅，所述存储TFT浮栅为SiNx层；S4在第一栅极金属图案上方的存储TFT浮栅上形成厚度为C的SiO2绝缘层；S5在SiO2绝缘层及存储TFT浮栅上形成厚度为D的隧穿绝缘层，所述隧穿绝缘层也是SiO2层；S6在隧穿绝缘层上形成有源层图案；S7分别在第一、第二栅极金属图案上方的有源层上中间位置形成SiO2刻蚀阻挡层；S8在SiO2刻蚀阻挡层上形成源/漏电极图案及天线图案，得到射频识别标签。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴为敬，夏兴衡，李冠明，张立荣，周雷，徐苗，王磊，彭俊彪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44