半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供适于新用法的器件，通过使用半导体器件（如根据性能的ＲＦＩＤ标签）而在不接触的条件下发送和接收数据，以减少使用者的负担，并提高便利性。所提供的半导体器件具有包含晶体管的运算处理电路、用作天线的导电层、具有检测物理量和化学量方法的检测单元以及存储被检测单元检测到的数据的存储单元，以及用保护层来覆盖运算处理电路、导电层、检测单元和存储单元。另外，在不接触的条件下通过为人类、动物和植物等提供这样的半导体器件，可监视和控制不同的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可在不接触的条件下发送和接收不同信息的半导体器件。
技术介绍
近年来，对象识别技术已经引起了关注。在对象识别技术中，诸如对象的历史记录等信息通过给相应的对象分配ID (标识号)而 被分离。这对于这些对象的操纵和管理非常有用。特别地，已经发 明了可在不接触的条件下发送和接收数据的半导体器件。这样，半 导体器件、RFID标签(无线电频率识别)(也称作ID标签、IC标 签、RF (无线电频率)标签、无线标签、电子标签、以及无线芯片) 等已经被尝试引入商业和市场等领域。RFID标签一般包括具有晶体管及类似器件、天线和能够通过电 磁波执行与外部器件(读写器)通信的集成电路部分。最近，已经 通过为各种产品提供RPID标签来设法监视和控制产品。例如，不但 诸如产品的库存数量或库存状况的库存管理，而且能够以简单的方 式自动控制产品的产品控制系统，都被建议为产品加上RFID标签(参 考文献1:日本专利特许公开第2004-359363号)。另外，为了加强 预防犯罪的效果，建议将RFID标签用于安全设备和安全系统(参考 文献2:日本专利特许公开第2003-303379号)。此外，建议通过在 票据、有价证券或其它类似物上加入RFID标签的方法来预防其的违 法使用(参考文献3:日本专利特许公开第2001-260580号)。因此， RFID标签被建议在各种领域中^f吏用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供适合于新用法的器件，新的用法通过使用半导体器件如根据性能的RFID标签而在不接触的条件下发送和接收 数据，以减少使用者的负担，并提高便利性。为了达到以上的目的，本专利技术采用下面的方法。根据本专利技术的一个特征，半导体器件具有包含晶体管的运算处 理电路，用作天线的导电层，以及具有检测物理量和化学量的部件 的检测单元，其中的运算处理电路、导电层和检测单元都被保护层 覆盖。注意，在本专利技术中，物理量涉及温度、压力、气流、光、磁 力、声波、振动、加速度、湿度等，而化学量涉及化学物质等如气 体的气体组分等或者离子的液体组分等。化学量也包括有机化合物 如血液、汗液、尿液或其它物质中的特殊生物物质(例如血液中的 血糖水平等)。另外，根据本专利技术的另一个特征，半导体器件具有包含晶体管 的运算处理电路，用作天线的导电层，具有检测物理量和化学量部 件的检测单元，以及存储由检测单元检测到的数据的存储单元，其 中的运算处理电路、导电层、4全测单元以及存储单元都被保护层覆。此外，根据本专利技术的另一个特征，半导体器件包含具有在村底 上提供的晶体管的元件，检测单元电连接在此晶体管上并在此元件 之上提供，以及用作天线的导电层，其中的衬底、元件、检测单元 和天线都被保护层覆盖。还有，根据本专利技术的另一个特征，半导体器件包含至少具有在衬底上提供的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的元件；电连 接第一晶体管并在元件之上提供的检测单元；电连接第二晶体管并 在元件之上提供的存储单元；以及用作天线的导电层，电连接第三 晶体管并在元件之上提供，其中衬底、元件、检测单元、存储单元 和用作天线的导电层都被保护层覆盖。此外，根据本专利技术的另一个特征，半导体器件包含至少具有在衬底上提供的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的元件；电连 接第一晶体管并在元件之上提供的检测单元；电连接着第二晶体管 并在元件之上提供的存储单元；以及用作天线的导电层，电连接第 三晶体管并在元件之上提供，其中存储单元具有的结构中，包括在 元件之上形成的第 一导电层、有机化合物层以及被堆叠起来的第二 导电层，其中的衬底、元件、检测单元、存储单元和用作天线的导 电层都被保护层覆盖。根据上述特征，检测单元可被提供成具有第一层、第二层和第 三层的堆叠结构。另外，在检测单元中，第一层和第二层可处理成 平行排列在相同层内，使得第二层被处理成平行排列在第一层和第 三层之间。在该结构中，第二层还可被提供成覆盖第一层和第三层。另外，根据上述特征，玻璃衬底或具有弹性的衬底可被用作这 种衬底。根据上述特征，本专利技术的半导体器件包含作为保护层的二氧化 硅、氮化硅、氮氧化硅、类金刚石碳(DLC)或氮化碳。应用本专利技术，可实现具有检测多种物理量和化学量能力的半导 体器件的缩小化和轻量化。另外，在本专利技术的半导体器件中，半导 体器件的表面被保护层如类金刚石碳(DLC)覆盖；因此，即使当专利技术的半导体器件可具有弹性，所以半导体器件也可以是具有曲面 的物体。另外，通过包含检测元件以及用于将检测元件检测到的数据转 换成电信号等的检测控制电路，本专利技术的半导体器件可检测多种物 理量或化学量，并可在不接触的条件下通过读写器显示数据。因此，即使在提供给人类或动植物时，本专利技术的半导体器件仍 可降低使用者的负担并提高便利性。附图说明图1是示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的图； 图2是示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的视图； 图3A和3B是分别示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的 视图4A和4B是分別示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的 视图5A到5E是分别示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的 视图6A到6D是分别示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的 视图7A和7B是分别示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的图8是示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的图9是示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例的图10是是示出根据本专利技术的半导体器件的 一 个示例的图IIA到11F是分别示出根据本专利技术的半导体器件的使用模式的一个示例的视图12是示出根据本专利技术的半导体器件的使用模式的一个示例的视图13A和13B是分别示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例 的一见图14A和14B是分别示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例 的结构图和曲线图；以及图15A到15E是分别示出根据本专利技术的半导体器件的一个示例 的图和曲线图。具体实施例方式本专利技术的实施例将在下文中参照附图说明。但是，容易理解，除非这些变化和修改脱离了本专利技术，否则它们都应被视为包含在本 专利技术范围内。注意用于说明实施例的所有附图中的相同部分或具有 相同功能的部分用相同的附图标记表示，并省略对它们的详细描述。 (实施例1 )在该实施例中，根据本专利技术的半导体器件的一个示例将被参照附图说明。该实施例中示出的半导体器件100具有运算处理电路101、检测 单元102、存储单元103、天线104等，并包括在不接触的条件下通 过天线104与外部器件(如读写器112)互通数据的功能(图1 )。根据来自读写器112的信号，运算处理电路101与一企测单元102 或存储单元103互通数据。例如，运算处理电路101选取在检测单 元102中检测的数据，将这些数据写入存储单元103,或读出写入存 储单元103的数据。然后，基于这些数据或从检测单元102中检测 的数据执行运算处理，以向读写器112输出结果。检测单元112可通过物理或化学方法检测温度、压力、气流、 光、-兹力、声波、加速度、湿度、气体组分、液体组分或其它属性。 另外，检测单元102包括检测物理量或化学量的检测元件105,以及 将被检测元件105检测到的物理量和化学量转换成适当的信号如电 信号的检测控制电路106。检测元件105可由电阻元件、光电转换元 件、温差电动势元件、晶体管、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：　　　　至少具有第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的元件，各晶体管在衬底之上提供；　　　　在所述元件之上提供的检测元件，与第一晶体管电连接；　　　　在所述元件之上提供的存储元件，与第二晶体管电连接；以及　　　　在所述元件之上提供的第一导电层，与第三晶体管电连接，　　　　其中，所述衬底、所述元件、所述检测元件、所述存储元件以及所述第一导电层被保护层覆盖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-1-31 024583/20051.一种半导体器件，包括至少具有第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的元件，各晶体管在衬底之上提供；在所述元件之上提供的检测元件，与第一晶体管电连接；在所述元件之上提供的存储元件，与第二晶体管电连接；以及在所述元件之上提供的第一导电层，与第三晶体管电连接，其中，所述衬底、所述元件、所述检测元件、所述存储元件以及所述第一导电层被保护层覆盖。2. —种半导体器件，包括至少具有第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的元件，各晶 体管在衬底之上提供；在所述元件之上提供的检测元件，与第 一 晶体管电连接；在所述元件之上提供的存^^元件，与第二晶体管电连接；以及在所述元件之上提供的第一导电层，与第三晶体管电连接，其中，所述存储元件包括在所述元件上提供的第二导电层；邻近所述第二导电层提供的第三导电层；以及在所述第二导电层与所述第三导电层之间提供的有机化合物 层，以及其中，所述衬底、所述元件、所述检测元件、所述存储元件以 及所述第 一导电层被保护层覆盖。3. 如权利要求2所述的半导体器件，其中所述第一导电层和所 述第二导电层在同一层中提供。4. 如权利要求1或2所述的半导体器件，其中所述检测元件包括在所述元件上提供的第一层；邻近所述第一层提供的第二层；以及 在所述第一层和所述第二层之间提供的第三层， 其中，所述第一层是P型半导体层， 所述第二层是N型半导体层，以及 所述第三层是I型半导体层。5. 如权利要求1或2所迷的半导体器件，其中所述检测元件包括在所述元件上提供的第一层； 邻近所述第一层提供的第二层；以及 在所述第 一层和所述第二层之间提供的第三层， 其中，所述第一层是第四导电层， 所述第二层是半导体层，以及所述第三层是化合物半导体层。6. 如权利要求1或2所迷的半导体器件，其中，所述检测元件 包括在所述元件上提供的第一层； 邻近所述第一层提供的第二层；以及 在所述第一层和所述第二层之间提供的第三层， 其中，所述第一层是第四导电层， 所述第二层是第五导电层，以及 所述第三层是压电层。7. 如权利要求1或2所述的半导体器件，其中，所述4全测元件 包括在所述元件上提供的第 一层； 邻近所述第一层提供的第二层；以及 在所述第一层和所述第二层之间提供的第三层， 其中，所述第一层是第四导电层， 所述第二层是第五导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：野田由美子，荒井康行，渡边康子，守屋芳隆，山崎舜平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]