天线及具有该天线的半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种能够抑制在电磁感应方式的天线中的电流密度分布的不均匀来产生歪斜少的磁场的天线。另外，本发明专利技术提供一种响应频率和通信距离的不均匀性低的半导体装置。本发明专利技术的技术要点如下：一种在环形导体图案的一部分具有缺口部的天线，其中所述缺口部的所述导体图案的截面相对置。另外，在所述缺口部中，天线的导体图案电耦合而形成电容。另外，本发明专利技术是一种所述天线及集成电路通过供电部而电连接的半导体装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过使用电磁感应方式进行发送及接收的天线、以及 具有该天线的半导体装置。
技术介绍
近年来，研究开发出RFID (射频识别系统)并且其已被实际应用。RFID是这样一种技术，即在能够以无线的方式收发信息的半导 体装置(也称为RFID标签、ID标签、IC标签、IC芯片、无线标签、 电子标签、无线芯片)和读写器之间以非接触方式进行通信，以记录 或读出数据。作为这种RFID的通信方式，主要^f吏用电波方式和电磁感应方式 (例如，非专利文件l)在电波方式中，通过使用电波传送电力及信号，并且主要使用如 下频带300MHz至300GHz的高频区域。与电磁感应方式相比，电 波方式具有能够在广范围内进行通信的优点，但是具有对介电常数大 的障碍物如水或人体等没有耐性的缺点。在电磁感应方式中，通过采用电磁感应传送电力及信号。因此， 不受到介电常数大的障碍物的影响，但是其通信距离比电波方式短。 另外，在电磁感应方式中，天线能够通信的范围取决于天线尺寸及频 率。当将一般使用于电磁感应方式的环形天线适用于高频时，由于高 频(300MHz至300GHz )的波长(O.lcm至lm)和天线的线路长度 (几cm至几十cm)非常接近，所以在天线线路中产生电流的差异。 因为通过使固定电流流过天线线路来可以产生更稳定的磁场，所以至 今为止还不将电磁感应方式适用于波长短的高频区域。非专利文件l主编岸上顺一"要点图解式RFID教科书对于普 适(ubiquitous)社会的无线IC标签"初版，股份公司ASCII, 2005 年3月4日，第26页如上述
技术介绍
所述，使用高频的电磁感应方式的天线由于波长 非常短，其长度与天线的线路长度大致相同而存在着在天线上的电流 密度分布不均匀的问题。例如，在偶极天线中，供电部的电流密度高， 而两端的电流密度低。在环形天线中，由电流密度分布的不均匀导致 磁场的歪斜。其结果，产生如下问题响应频率、通信距离根据能够进行无线 信息收发的半导体装置的配置位置或方向而不同。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供一种能够抑制在电磁感应方式的天线 中的电流密度分布的不均匀性来产生歪斜少的磁场的天线。另外，本 专利技术提供一种响应频率和通信距离的不均匀性低的半导体装置。本专利技术之一是一种在环形导体图案的一部分具有供电点且在其 他部分具有缺口部的天线，其中缺口部的导体图案的截面相对置。另 外，在所述缺口部中，天线的导体图案电耦合，而形成电容。另外， 也可以具有多个缺口部。本专利技术之一是一种以从供电部向一个方向延伸的第一导体图案 的端部为起点、并以从供电部向与上述一个方向不同的方向延伸的第 二导体图案的端部为终点的、平面形状为环形的天线，其中所述第一 导体图案及第二导体图案的各自的一部分在空间上重叠。另外，在所 述在空间上重叠的区域中，天线的导体图案电耦合，而形成电容。另 外，也可以具有多个在空间上重叠的区域。本专利技术之一是一种半导体装置，包括集成电路；以及通过供电 部而与所述集成电路电连接的天线，其中所述天线在环形导体图案的 一部分具有供电点且在其他部分具有缺口部，其中缺口部的导体图案 的截面相对置。另外，在所述缺口部中，天线的导体图案电耦合，而形成电容。另外，也可以具有多个缺口部。本专利技术之一是一种半导体装置，包括具有两个端子的集成电路； 以及与所述集成电路电连接的天线，其中关于所述天线，以从供电部 向一个方向延伸的第一导体图案的端部为起点并以从供电部向与上 述一个方向不同的方向延伸的第二导体图案的端部为终点，且平面形 状为环形，并且第一导体图案及第二导体图案的各自的一部分在空间 上重叠。另外，也可以具有多个在空间上重叠的区域。另外，本专利技术的半导体装置可以为在集成电路中设置有电池的结 构，该电池能够从外部以无线的方式进行充电。这里，用作天线的导电层的平面形状为环形，而可以产生磁场。 作为典型的环形，可以举出圆形环形、矩形环形、多角形环形等。再 者，该环形也可以具有文字或花样的形状。另外，供电部指的是将电流提供给天线的区域或从天线接受电流 的区域。因此，构成天线的导电层可以具有两个连接端子作为供电部。 另外，构成天线的导电层可以具有线圏作为供电部。注意，在本专利技术中的"连接"包括电连接和直接连接的情况。因此， 在本专利技术公开的结构中，不仅具有规定的连接关系，而且也可以在它 们之间设置能够实现电连接的其他元件(例如，开关、晶体管、电容 元件、电感器、电阻元件或二极管等)。或者，也可以在中间不夹其 他元件而直接连接。本专利技术的天线具有环形形状，并是在除了供电部以外的部分中具 有缺口部且该缺口部中的截面相对置的导体图案。在该缺口部中能够 存储电荷，因此可以增加流到该缺口部附近的电流。因此，可以降低 天线的导体图案上的电流分布的不均匀性，而当天线发送及接收电磁 波时能够产生歪斜少的磁场。其结果，可以降低由于使采用所述天线 的半导体装置接近读写器的位置而产生的响应距离和响应频率的不 均匀性。再者，本专利技术所提供的天线只由导体图案构成，而不使用电路元 件，因此可以以单一平面构成。因此，容易实现半导体装置的薄型化，而可设置在各种物品上。再者，通过使构成天线的导体图案以三维方式相对置，即将它们 在空间上重叠，可以形成平行平板电容器，因此可以增加形成在导体 图案的端部的电容。其结果，可以缩小天线的二维面积。另外，可以 实现具有该天线的半导体装置的小型化。另外，本专利技术所提供的天线可以具有电容分量，因此在根据共振 频率设定天线尺寸的情况下，可以减少电感分量。因此，可以减少天 线的线路长度，而可以实现小型化。本专利技术所提供的天线具有非常简单的形状，因此容易制造试制 品，而容易改变其设计。本专利技术所提供的天线具有非常简单的形状，因此能够以短时间及 低成本制造，而能够进行大量生产。附图说明图l是表示本专利技术的天线的俯视图2是对本专利技术的天线的缺口部详细地进行说明的透视图3是表示本专利技术的天线的等效电路的图4A至4C是表示本专利技术的天线的缺口部的详细形状的俯视图5A至5C是表示本专利技术的天线的俯视图6A和6B是表示本专利技术的天线的俯视图7A至7C是表示本专利技术的半导体装置的透视图、俯视图及截面图8A至8D是说明本专利技术的半导体装置的制造工序的截面图； 图9A至9C是说明本专利技术的半导体装置的制造工序的截面图； 图10A和10B是说明本专利技术的半导体装置的制造工序的截面图； 图11A和11B是说明本专利技术的半导体装置的制造工序的截面图； 图12A和12B是说明本专利技术的半导体装置的制造工序的截面图； 图13A至13C是表示本专利技术的天线的电流密度分布的计算结果的图；图14是表示本专利技术的半导体装置的图；图15是表示本专利技术的半导体装置的图；图16A至16H是表示本专利技术的半导体装置的应用方式的图；图17A至17F是表示本专利技术的天线的模型的图；图18A至18C是表示本专利技术的天线的计算结果的图；图19A和19B是表示本专利技术的天线的透视图及截面图。具体实施方式下面，基于附图说明本专利技术的实施方式。但是，本专利技术可以通过 多种不同的方式来实施，所属
的普通人员可以很容易地理解 一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本专利技术的宗旨及其范围下 可以被变换为各种各样的形式。因此，本专利技术不应该被解释为仅限定 在实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线，包括：　　　　环形导电结构；　　　　在所述环形导电结构的一部分中的供电部；以及　　　　在所述环形导电结构的其他部分中的至少一个缺口部，　　　　其中，所述缺口部中的所述环形导电结构的截面相对置，　　　　所述环形导电结构在所述缺口部中具有电容。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：八洼裕人，高缘贵章，
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]