[发明专利]半导体器件

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及能无线发送或接收数据的半导体器件。

背景技术

[0002]近年来，已经取得了能无线发送或接收数据的半导体器件开发的进步。将这种半导体器件称为RFID(射频识别)标签、RF芯片、RF标签、IC芯片、IC标签、无线芯片、无线标签、电子芯片、电子标签、无线处理器或无线存储器等。在单晶硅衬底上形成的要被并入的集成电路是目前实际应用的半导体器件的主流(例如，参考专利文献1)。

[专利文献1]

日本专利公开No.11-133860

[0003]能无线发送或接收数据的半导体器件(以下称为无线芯片)存在这样的问题：在诸如接近天线的情况下的强磁场中内部产生的电压极大增加，从而毁坏构成电路的诸如晶体管的元件。

[0004]因此，存在一种通过增加诸如限幅器电路和恒压产生电路的电路来防止产生过高电压的方法(参考专利文献：日本专利申请No.2005-111799)。然而，该方法因增加额外的电路而增加了电路面积。

[0005]此外，所吸收的功率与产生过高电压而导致高功耗问题的情况相同。

发明内容

[0006]本发明是考虑到上述问题而提出的。本发明的目的是实现一种具有高可靠性、小芯片面积和低功耗的无线芯片，它是在未增加诸如限幅器电路或恒压产生电路的额外电路的情况下、通过防止在诸如接近天线的情况下的强磁场中内部产生的电压极大增加而实现的。

[0007]作为实现该目的的手段，发明人考虑到在谐振电路中产生的电压超过预定电压的情况下，通过改变谐振电路的参数而被保持为远离谐振状态来防止过高电压的产生。此外，为了构成具有这种结构的谐振电路而关注于MOS电容器元件的非线性。

[0008]本发明提供了一种新的无线芯片，该新的无线芯片在未使用限幅器电路或恒压产生电路的情况下利用包括具有预定阈值电压的MOS电容器元件的谐振电路能防止过高电压的产生。

[0009]将参考附图2A至2C来说明用于本发明的MOS电容器元件。电容器元件由导电膜、绝缘膜和导电膜的堆叠层构成，并且具有两个端子(以下也称作不同于MOS电容器元件的普通电容器元件)。这种普通电容器元件不取决于电压并具有如图2C所示的恒定电容值。如在本发明中，在芯片中提供谐振电容器的情况下，优选地使用具有导电膜、绝缘膜和导电膜的堆叠结构的电容器元件，这是因为当将正信号或负信号输入到电容器元件的两端时其需要作为电容器元件来工作。

[0010]同时，MOS电容器元件是由导电膜、绝缘膜和半导体区的堆叠层构成的电容器元件，并且具有在导电膜侧上的电极(电压：V_m)和在半导体区侧上的电极(电压：V_s)的两个端子。以下，通过与晶体管中名称的类推，可分别将导电膜侧上的电极和与导电膜侧上的电极重叠且在其间插入绝缘膜的半导体区称作栅电极和沟道形成区。

[0011]N型MOS电容器元件具有阈值电压V_thn，其中，当满足V_m＞V_s+V_thn时，在沟道形成区中形成N型反型层。所以，在V_m＞V_s+V_thn时，沟道形成区具有导电性并用作普通电容器元件。P型MOS电容器元件具有阈值电压V_thp，其中，当满足V_m＜V_s+V_thp时，在沟道形成区中形成P型反型层。所以，在V_m＜V_s+V_thp时，沟道形成区具有导电性并用作普通电容器元件。在除以上情况外的条件下，电容值几乎为零。

[0012]图2A和2B中示出了这些行为特征。图2A示出了具有阈值电压V_thn1的N型MOS电容器元件的电容值C和电压V之间的关系201和具有阈值电压V_thn2的N型MOS电容器元件的电容值C和电压V之间的关系202。图2B示出了具有阈值电压V_thp1的P型MOS电容器元件的电容值C和电压V之间的关系203和具有阈值电压V_thp2的P型MOS电容器元件的电容值C和电压V之间的关系204。要注意，这些图示出了V_thn2＜V_thn1和V_thp1＜V_thp2的情况。