以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭露一种以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其利用金属闸制作过程中特有寄生的Ｎ型与Ｐ型防护圈所形成的充电电容，配合原本Ｐ型与Ｎ型金氧半晶体管（ＰＭＯＳ／ＮＭＯＳ），除可提供水平表面电流外，更可提供一整流电流用以提供整个电路操作，并再配合识别码保持电路及异步本地震荡电路的作用，使金属闸制作过程可进阶应用在射频识别装置的产业上，并达到制作成本低廉及制造时程短的功效。

【技术实现步骤摘要】
以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置
本专利技术有关一种无线射频识别卷标的电路装置，特别是关于一种以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置。
技术介绍
按，一般标准互补式金氧半多晶硅逻辑制作过程(Standard CMOSPoly-silicone Logic Process)中，最简单的单层多晶硅-单层金属制作过程(Single-PolySingle-Metal，SPSM)，仍需要使用至少九道光罩；虽然其好处在于此公知技术已经达到深次微米(deep sub-micrometer)，甚至是纳米制作过程(nano-technology)而使得芯片速度操作时脉提高，然而其制作芯片的成本及时间也因此倍数成长。在目前习用技术中，有关射频识别卷标(RFID Tags)产品之中，已经广泛应用于商品条形码、安全门禁、生物身分识别、仓管物流管理系统、消费性电子产品及交互式玩具等系统的中。参阅图1，其为习用射频识别卷标10的电路方块示意图，如图所示，一天线12与电容14所构成的谐振器16，配合一整流电路18，以物理学的电磁感应方式用以提供此射频识别标签10所需的电源，此外并透过一个逻辑缓冲器20，使谐振器16谐振频率以作为射频识别卷标逻辑电路22的同步时脉来源；而此逻辑电路22则可利用此同步时脉，依内部存储器24或是打线焊垫26所储存的保密识别码来控制一调变器28，以藉此产生射频识别讯号。然而，目前限制射频识别标签被广泛应用在日常生活的中的困难点，主要在于其价格过于昂贵，此乃因公知射频识别标签所采用的多晶硅闸半导体制作过程的制作成本与制作时间所导致技术成本过高的问题，使射频识别标签上无法广泛应用于日常生活中。另外，公知的射频识别标签于储存电荷时，皆是用一连串的并联电容或是单一电容来储存电荷，此乃会造成芯片面积的浪费；再者，请参阅图2所示，在公知射频识别标签所使用-->的P型与N型金氧半晶体管，其制作过程所需的光罩30相当多层；且就其精密度而言，公知技术采用次微米、深次微米制作过程或纳米制作过程，其制作成品所需的精密度要求较高，使其在成本上的竞争力将会是未来发展的最大屏障。因此，本专利技术系在针对上述的困扰，提出一种以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，以有效降低其制作成本与制作时间。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种以金属闸半导体制作过程技术实现的无线射频识别装置，其可大幅降低制作的成本与时程，使无线射频识别装置广泛应用于日常生活中。本专利技术的另一目的是提供一种无线射频识别装置，其利用金属闸制作过程在制作一般逻辑或是晶体管等电路组件时，即会产生特有的接面电容来储存电荷，而不需额外使用一特定电容，故可减少芯片面积，并降低生产成本。本专利技术的再一目的是提供一种以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其利用一异步的振荡电路装置的增设，并在射频识别读取器(RFID Reader)中设置一特别的程序代码加以正确读取数据，以达到操作时脉上的同步。本专利技术的又一目的是提供一种以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其具有可适用于金属闸制作过程的感应电压过高保护电路，以避免感应能量太高造成芯片的操作电压过高所导致的工作不稳定或崩溃烧毁的情形发生。为达到上述的目的，本专利技术提供一种以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，包括：一谐振电路，稳定频率并选择无线射频的频率；一充电电容，其由金属闸制作过程中的N型与P型掺杂防护圈所形成的寄生接面电容所组成，该充电电容外接一电源，以便对该充电电容进行充电；一整流电路，连接该谐振电路且并联该充电电容，以配合该谐振电路-->与该充电电容提供整个装置所需的操作电源；一个以上的识别码保持电路，分别连接一打线焊垫，且每一该打线焊垫内系储存有一识别码，该识别码保持电路系利用初始状态来控制该打线焊垫；一异步本地震荡电路，其可产生一本地振荡信号；一数字控制逻辑电路，利用该本地震荡信号，并根据该打线焊垫内的识别码来控制一调变器，以藉此产生一射频识别讯号。所述的以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其特征在于，更包括一过电压保护电路及一低电压重置电路，其分别与该充电电容相并联，该过电压保护电路避免该操作电源过高，而该低电压重置电路侦测感应该操作电压在低电压时产生重置信号，以免感应电压过低时所造成的误动作。所述的以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其特征在于，其中该过电压保护电路与低电压重置电路由一组电阻器及一二极管连接一放大器所组成，且该二极管的一P型掺杂端连接至不使得其寄生双极性二极管导通的装置中正电压。所述的以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其特征在于，其中该谐振电路由一天线及一内部电容器所组成。所述的以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其特征在于，其中配合该异步本地震荡电路，更可在一射频识别读取器中设置一特别的程序代码，以藉此正确读取数据。以下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。附图说明图1为习用射频识别卷标的电路方块示意图；图2为公知射频识别标签使用的P型与N型金氧半晶体管制作所需的光罩示意图；图3为本专利技术的无线射频识别装置的电路方块示意图；图4(a)为本专利技术所使用的逻辑反相器的电路图；-->图4(b)为图4(a)的金属闸制作过程布局示意图；图4(c)为图4(a)的金属闸制作过程布局剖视图；图5(a)为本专利技术所使用的整流电路的电路图；图5(b)为图5(a)的金属闸制作过程布局剖视图；图6为一般焊垫的电路示意图；图7为本专利技术所使用的焊垫的电路示意图；图8(a)为本专利技术所使用的过电压保护电路的电路图；图8(b)为本专利技术所使用的过电压保护电路的最佳实施例的电路图；图9(a)为图8(a)的电阻与二极管部份以金属闸制作过程制作的剖视图；图9(b)为图9(a)的电阻与二极管部份的等效电路图；图10(a)为图8(b)的二极管与电阻部份以金属闸制作过程制作的剖视图；图10(b)为图10(a)的二极管与电阻部份的等效电路图；图11为本专利技术所使用的P型与N型金氧半晶体管制作所需的光罩示意图。具体实施方式本创作一种以金属闸(Metal-Gate)半导体制作过程实现的无线射频识别装置，主要特色是因目前该类组件皆以多晶硅制作过程制作，然因其制作成本昂贵且费时，所以改采成本低廉的金属闸制作过程制作，但由于金属闸制作过程操作时脉较慢，配合本创作的电路装置，即可使该类装置正常运作并大幅降低制作成本与时间。图3本专利技术的无线射频识别装置的电路方块示意图，如图所示，一无线射频识别装置包括一可稳定频率并选择无线射频频率的谐振电路40，其由一外部的天线42与一内部的电容器44所构成，此谐振电路40连接一整流电路46，整流电路46则并联一充电电容48及一过电压保护电路50与一低电压重置电路51，此充电电容48外接一电源，以便对此充电电容48进行充电；故可利用此谐振电路40配合整流电路46与充电电容48的作用，以物理学的电磁感应方式提供整个射频识别装置所需的操作电源。-->然而，在某些操作情况下，其感应能量太高会造成射频识别装置的操作电压过高，导致其工作不稳定或崩溃烧毁，因此本专利技术可藉由过电压保护电路50的作用，避本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其特征在于，包括：一谐振电路，稳定频率并选择无线射频的频率；一充电电容，其由金属闸制作过程中的Ｎ型与Ｐ型掺杂防护圈所形成的寄生接面电容所组成，该充电电容外接一电源，以便对该充 电电容进行充电；一整流电路，连接该谐振电路且并联该充电电容，以配合该谐振电路与该充电电容提供整个装置所需的操作电源；一个以上的识别码保持电路，分别连接一打线焊垫，且每一该打线焊垫内系储存有一识别码，该识别码保持电路系利用初始 状态来控制该打线焊垫；一异步本地震荡电路，其可产生一本地振荡信号；一数字控制逻辑电路，利用该本地震荡信号，并根据该打线焊垫内的识别码来控制一调变器，以藉此产生一射频识别讯号。

【技术特征摘要】
1、一种以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其特征在于，包括：一谐振电路，稳定频率并选择无线射频的频率；一充电电容，其由金属闸制作过程中的N型与P型掺杂防护圈所形成的寄生接面电容所组成，该充电电容外接一电源，以便对该充电电容进行充电；一整流电路，连接该谐振电路且并联该充电电容，以配合该谐振电路与该充电电容提供整个装置所需的操作电源；一个以上的识别码保持电路，分别连接一打线焊垫，且每一该打线焊垫内系储存有一识别码，该识别码保持电路系利用初始状态来控制该打线焊垫；一异步本地震荡电路，其可产生一本地振荡信号；一数字控制逻辑电路，利用该本地震荡信号，并根据该打线焊垫内的识别码来控制一调变器，以藉此产生一射频识别讯号。2、根据权利要求1所述的以金属闸半导体制作过程实现的无线射频识别装置，其特征在于，更包括一过电压保...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴哲铭，吴盈锋，李文峰，
申请(专利权)人：天时电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]