专利名称:电力供应系统和用于机动车的电力供应系统的制作方法
技术领域:
本发明涉及电力接收装置。具体地,本发明涉及经由无线电波接 收电力的电力接收装置。此外,本发明涉及用于通过无线电波接收电 力的具有天线的电力接收装置,以及涉及用于经由无线电波向电力接 收装置供应电力的具有天线的使用电力馈线的电力供应系统。
应注意,在本说明书中提及的"电力接收装置"通常表示经由无 线电信号从位于外部的电力供应装置接收电力供应的装置。
背景技术:
各种电器正得到广泛使用,并且在市场上存在各种电器。具体地, 近年来,便携式电子装置的传播非常显著。作为实例,便携式电话、 数码摄像机等变得很方便,它们具有高清晰度的显示部分、以及更持 久和低功耗的电池。作为驱动便携式电子装置的电源,在其中安装用 作充电装置的电池。作为电池,使用例如锂离子电池的二次
(secondary)电池(以下称为电池)。目前,从插入到家用交流电源 中的交流适配器(作为电力供应装置)对电池充电(见对比文献1: 日本公开专利申请No.2005 -150022)。
应注意,例如自行车、机动车(包括电动车、和通过电力向前驱 动的交通工具,而不管它们是具有4个车轮还是2个车轮)的交通工 具等也包括在这种具有电池的电子装置中。因此,在本说明书中,便 携式电子装置和具有电池的交通工具都称为"可移动电子装置"("可 移动装置")。
发明内容
然而,可移动电子装置(例如便携式电话和数码摄像机)的使用
频率稳步增加,并且存在对于解决运行时间的提高电池持久性和降低 电池功耗的限制。此外,为了对在便携式电话、数码摄像机等中嵌入 的作为电源的电池充电,除了经由家用交流电源通过交流适配器从充 电器充电之外或从商业可用的一次电池充电之外没有任何其他方法。 因此,对于用户来说充电很麻烦,并且对于用户来说,当他们在室外
活动时,必须随身携带作为电源装置的交流适配器或一次(primary) 电池,从而带来了麻烦。
此外,在作为可移动电子装置的机动车中,通过内燃机进行电池 充电。然而,需要通过向电池充电的电力对火花塞点火来启动内燃机。 因此,在由于机动车某一长时间段没有使用而使得电池"电力不足" 时,不能够进行火花塞的点火,并且为了启动内燃机,必须使用线缆 从车辆外部直接供应电力,这在安全性和方便性方面都是问题。
此外,为了使用交流适配器从家用交流电源充电或从商业可用一 次电池充电,必须在可移动电子装置中提供继电器端子作为向电池供 应电力的部分。因此,得到使得继电器端子暴露的结构或通过保护部 分使得继电器端子暴露的结构。因此,存在当继电器端子损害或有缺 陷时会发生故障的问题。
因此,本发明的目的在于为可移动电子装置提供一种电力接收装 置,其简化了从作为电源装置的电力馈线对作为充电装置的电池的充 电,其中不可能发生由于与直接连接电池和电源装置的继电器端子相 关的外部因素而引起的故障,并且不可能对继电器端子本身造成损 害。此外,本发明的目的在于提供一种包括电力接收装置的电子装置。
有鉴于此,本发明提供一种用于在可移动电子装置中供应电力的 天线电路。此外,在本发明中,经由例如电磁波的无线电信号向天线 电路供应电力。通过信号处理电路向电池提供无线电信号作为电力, 从而对电池充电。以下,将描述本发明的具体结构。
本发明的电力接收装置包括天线电路、信号处理电路和电池。天 线电路接收无线电信号,并且经由信号处理电路向电池输入无线电信 号,于是对电池充电。
此外,与上述电力接收装置不同的本发明的电力接收装置包括天 线电路、信号处理电路和电池。天线电路接收从电力馈线提供的无线 电信号,并且经由信号处理电路向电池输入无线电信号,于是对电池 充电。
本发明的另一电力接收装置包括天线电路、增强天线、信号处理电路和电池。天线电路通过增强天线接收无线电信号,并且经由信号处理电路向电池输入无线电信号,于是对电池充电。
本发明的又一电力接收装置包括天线电路、增强天线、信号处理电路和电池。天线电路通过增强天线接收从电力馈线提供的无线电信号,并且经由信号处理电路向电池输入无线电信号,于是对电池充电。 本发明的电池可向信号处理电路中包括的电源电路供应电力。 本发明的天线电路可使用电磁感应方法接收无线电信号。 本发明中的电池可以是锂电池、锂聚合物电池、锂离子电池、镍金属氢化物电池、镍镉电池、有机基电池、铅酸电池、空气二次电池、镍锌电池、银锌电池或电容器。
此外,本发明可以是包括电力接收装置的电子装置。
此外,本发明的电子装置可以是便携式电话、笔记本电脑、数码
相机、便携式图像再现装置、数码摄像机、便携式信息终端、电视、
机动车和自行车中的任一个。
本发明的电力接收装置包括天线电路。因此,不必提供继电器端子作为向可移动电子装置中的电池供应电力的部分,并且可通过无线电信号向电池供应电力,而不存在由于继电器端子中的损害或缺陷引 起的故障。此外,由于用于供应电力的电源装置经由无线电信号向具 有充电装置的电池的可移动电子装置供应电力,所以可以在任意时刻 进行充电,而不需要携带充电器或一次电池用于充电。
图l示出实施方式l的电力接收装置的结构。
图2示出实施方式1的电力接收装置的结构。
图3A至图3E示出实施方式1的电力接收装置的结构。
图4A和图4B示出实施方式1的电力接收装置的结构。
图5示出实施方式1的电力接收装置的结构。
图6示出实施方式1的电力接收装置的结构。
图7示出实施方式1的电力接收装置的结构。
图8示出实施方式1的电力接收装置的结构。
图9示出实施方式2的电力接收装置的结构。
图10示出实施方式2的电力接收装置的结构。
图11示出实施方式2的电力接收装置的结构。
图12示出实施方式2的电力接收装置的结构。
图13A至图13D示出实施方式3的电力接收装置的制造方法。
图14A至图14C示出实施方式3的电力接收装置的制造方法。
图15A和图15B示出实施方式3的电力接收装置的制造方法。
图16A和图16B示出实施方式3的电力接收装置的制造方法。
图17A和图17B示出实施方式3的电力接收装置的制造方法。
图18A至图18D示出实施方式4的电力接收装置的制造方法。
图19A和图19B示出实施方式4的电力接收装置的制造方法。
图20A和图20B示出实施方式4的电力接收装置的制造方法。
图21A和图21B示出实施方式4的电力接收装置的制造方法。
图22A和图22B示出实施方式4的电力接收装置的制造方法。
图23A和图23B示出实施方式4的电力接收装置的制造方法。
图24A和图24B示出实施方式4的电力接收装置的特性。
图25A至图25F示出实施例的方式。
图26A和图26B示出实施例的方式。
图27A和图27B示出实施例的方式。
图28A和图28B示出实施例的方式。
图29示出实施方式1的电力接收装置的结构。
具体实施例方式
以下,将参照附图描述本发明的具体实施方式
。然而,本发明可 以以许多不同的方式执行,本领域普通技术人员可以理解,在不脱离 本发明的实质和范围的情况下可以对这些实施方式进行各种修改。因 此,本发明不应该限制在以下的具体实施方式
的描述中。应注意,在 本发明的结构的以下描述中,使用类似的标号表示附图中类似的部 分。
在本实施方式中,参照
在先前实施方式中描述的电力接 收装置的制造方法的实例。在本实施方式中,作为实施方式l中描述 的可移动电子装置,假设是便携式电话或数码摄像机,并且描述在同 一衬底上设置天线电路、信号处理电路和电池的结构。应注意,通过 在同一衬底上形成天线电路、信号处理电路和电池并且将薄膜晶体管 用作形成信号处理电路的晶体管,可实现小型化,从而是有利的。
应注意,在本实施方式中,对于实施方式1和2中描述的天线电 路,仅描述其形状和位置,所以将其简单地称为"天线"。
首先,在衬底1301的表面上,形成在其间插入有绝缘膜1302 的释放层1303。接下来,形成用作基膜的绝缘膜1304和半导体膜1305 (例如,包括非晶硅的膜)(参见图13A)。应注意,依次形成绝缘 膜1302、释放层1303、绝缘膜1304和非晶半导体膜1305。
衬底1301可以是玻璃衬底、石英衬底、金属衬底(例如不锈钢 衬底)、陶瓷衬底、例如Si衬底的半导体衬底等。或者,作为塑料村 底,可使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯、 聚醚砜(PES)、丙烯酸等形成的衬底。应注意,在该处理中,将释 放层1303设置在其间插入有绝缘膜1302的衬底1301的整个表面上。 然而,如果必要,在衬底1301的整个表面上设置释放层之后,可通 过使用光刻方法选择地设置释放层1303。
使用绝缘材料(例如,氧化硅、氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy,其 中x>y>0)或氮氧化硅(SiNxOy,其中x>y>0)),通过CVD方法、 溅射方法等形成绝缘膜1302和绝缘膜1304。例如,如果绝缘膜1302 和1304具有双层结构,则可形成氮氧化硅膜作为第一绝缘膜,形成 氧氮化硅膜作为第二绝缘膜。或者,可形成氮化硅膜作为第一绝缘膜, 形成氧化硅膜作为第二绝缘膜。绝缘层1302用作防止来自衬底1301 的杂质元素与释放层1303或与释放层1303上形成的元素混合的阻挡 层,绝缘层1304用作防止来自衬底1301或释放层1303的杂质元素 与释放层1303上形成的元素混合的阻挡层。通过以这种方式形成用 作阻挡层的绝缘层1302和1304,可防止来自衬底1301的碱金属(例 如Na )或碱土金属和释放层1303中包含的杂质元素对于在绝缘膜上 形成的元素产生不利影响。应注意,在例如将石英用作衬底1301的 情况下,该结构可省略绝缘膜1302和1304。
作为释放层1303,可使用金属膜、包括金属膜和金属氧化物膜 的分层结构等。金属膜可以根据从下述选择的元素或包含下述元素作 为其主要成分的合金材料或混合材料的 一层膜或多层膜堆叠来形成, 其中所迷元素包括鴒(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、 铌(Nb )、镍(Ni)、钴(Co )、锆(Zr )、锌Un )、钌(Ru )、 铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)和铱(Ir)。此外,可通过溅射方 法、通过各种CVD方法(例如等离子体CVD方法)等形成这种材料。 作为金属膜和金属氧化物膜的分层结构,在形成上述金属膜之后,可 通过在氧气氛或N20气氛中进行等离子体处理或在氧气氛或N20气
氛中进行热处理的方式,在金属膜的表面上设置金属膜的氧化物或氧
氮化物。例如,在通过对鴒膜执行等离子体处理,经过溅射方法、CVD 方法等将钨膜设置为金属膜的情况下,可以在钨膜的表面上形成由钨 氧化物形成的金属氧化物膜。在这种情况下,将鴒氧化物表示为WOx, 其中x是2至3,并且存在x是2 (W02)的情况,x是2.5(W20s) 的情况,x是2.75 (W40 )的情况,x是3 (W03)的情况等。在形 成鴒的氧化物时,没有特别限制x的值,并且可根据蚀刻速率等确定 形成哪种氧化物。或者,例如,在形成金属膜(例如鴒)之后,可通 过溅射方法在金属膜上设置氧化硅(Si02)等的绝缘膜,并在金属膜 上形成金属氧化物(例如,在鴒上的鵠氧化物)。此外,作为等离子 体处理,例如,可执行上述的高密度等离子体处理。此外,除了金属 氧化物膜之外,还可以使用金属氮化物或金属氧氮化物。在这种情况 下,对金属膜在氮气氛或氮氧气氛中进行等离子体处理或热处理。
通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等将非晶半 导体膜1305形成为具有25至200nm (优选地30至150nm )的厚度。
接下来,通过激光照射对非晶半导体膜1305结晶。可通过将激 光照射方法与使用RTA或退火炉的热结晶方法或与使用促进结晶的 金属元素的热结晶方法等结合的方法,对非晶半导体膜1305结晶。 随后,将所获得的结晶半导体膜蚀刻成期望形状,从而形成结晶半导 体膜1305a至1305f。然后形成栅极绝缘膜1306,以覆盖半导体膜 1305a至1305f (参见图13B )。
使用绝缘材料(例如,氧化硅、氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy,其
中x>y>0)或氮氧化硅(SiNxOy,其中x>y>0)),通过CVD方法、 '践射方法等形成栅极绝缘膜1306。例如,如果栅极绝缘膜1306具有 双层结构,则可形成氧氮化硅膜作为第一绝缘膜,形成氮氧化硅膜作 为第二绝缘膜。或者,可形成氧化硅膜作为第一绝缘膜,形成氮化硅 膜作为第二绝缘膜。
以下简单描述结晶半导体膜1305a至1305f的制造工艺实例。首 先,通过等离子体CVD方法形成具有50nm至60nm厚度的非晶半导
体膜。接下来,在非晶半导体膜上保留包含促进结晶的金属元素一一
镍的溶液,对于非晶半导体膜经过脱氢处理(在500C持续l小时) 和热结晶处理(在550X:,持续4小时)。从而,形成结晶半导体膜。 随后,通过用激光照射结晶半导体膜和使用光刻方法,形成结晶半导 体膜1305a至1305f。应注意,可选择地,可仅通过激光照射对非晶 半导体膜结晶,而不进行使用促进结晶的金属元素的热结晶。
作为用于结晶的激光振荡器,可使用连续波激光束(CW激光束) 或脉冲波激光束(脉沖激光束)。作为可使用的激光束,可使用从以 下激光器中的一个或多个发射的激光束,包括例如Ar激光器、Kr 激光器或受激准分子激光器的气体激光器;其介质是单晶YAG、 YV04、镁橄榄石(Mg2Si04) 、 Yal03、 GdV04、或增加有Nd、 Yb、 Cr、 Ti、 Ho、 Er、 Tm和Ta中一个或多个作为杂质的多晶(陶乾) YAG、 Y203、 YV04、 YAK)3或GdV04的激光器;玻璃激光器;红宝 石激光器;紫翠玉激光器;钛宝石(Ti:sapphire)激光器;铜蒸气激 光器;或金蒸气激光器。在使用这种激光束的基波或基波的第二至第 四谐波时,可获得具有较大粒度的结晶。例如,可使用Nd:YV04激 光(1064nm的基波)的第二谐波(532nm)或第三谐波(355nm )。 此时激光的能量密度需要大约0.01至100 MW/cm2 (优选地,0.1至 10 MW/cm2)。通过大约10至2000cm/sec (秒)的扫描速率进行照 射。应注意,使用单晶YAG、 YV04、镁橄榄石(Mg2Si04) 、 Yal03、 GdV04、或增加有Nd、 Yb、 Cr、 Ti、 Ho、 Er、 Tm和Ta中一个或 多个作为杂质的多晶(陶瓷)YAG、 Y203、 YV04、 YA103或GdV04 作为介质的激光器;Ar离子激光器;或钛宝石激光器可连续振荡。 此外,可通过执行Q开关操作、模式锁定等,以10MHz或更高的重 复速率执行其脉冲振荡。在以10MHz或更高的重复速率对激光束进 行振荡的情况下,在通过激光器熔化半导体膜之后并且在其固化之 前,用下一个脉沖照射半导体膜。因此,与使用以较低重复速率的脉 冲激光的情况不同,可以在半导体膜中连续移动固体-液体界面,从而 可获得在扫描方向上连续生长的晶粒。
此外,可通过在半导体膜1305a至1305f上进行上迷高密度等离 子体处理以氧化或氮化表面的方式形成栅极绝缘膜1306。例如,使用 包含稀有气体(例如,He、 Ar、 Kr或Xe )和氧、氧化氮(N02)、 氨、氮、氢等的混合气体,通过等离子体处理形成该膜。在通过引入 微波执行在这种情况下的等离子体的激发时,可以用较低电子温度产 生高密度等离子体。可通过这种高密度等离子体产生的氧基(存在包 括OH基的情况)或氮基(存在包括NH基的情况)氧化或氮化半导 体膜的表面。
通过使用这种高密度等离子体处理,在半导体膜上形成具有1 至20nm(典型地,5至10nm)厚度的绝缘膜。由于在这种情况下的 反应是固体阶段的反应,所以在绝缘膜和半导体膜之间的界面状态密 度很低。由于这种高密度等离子体处理直接氧化(或氮化)半导体膜 (晶体硅、或多晶硅),所以可形成在其厚度的不均匀度很小的绝缘 膜。此外,由于即使在晶体硅的晶粒边界也没有进行强氧化,所以可 得到很有利的条件。即,通过这里所示的高密度等离子体处理对半导 体膜的表面进行固体阶段氧化,可形成具有高度均匀和低界面状态密 度的绝缘膜,而不会在晶粒边界过多氧化。.
作为栅极绝缘膜,可单独使用由高密度等离子体处理形成的绝缘 膜,或使用等离子体或热反应通过CVD方法在其上形成氧化硅、氧 氮化硅、氮化硅等的绝缘膜,以形成多层堆叠。在任意情况下,当晶 体管包括由一部分栅极绝缘膜或整个栅极绝缘膜中的高密度等离子 体形成的绝缘膜时,可减少不均匀特征。
此外,在通过连续波激光束或以lOMHz或更高重复速率振荡的 激光束照射半导体膜并以半导体膜结晶的一个方向扫描半导体膜所 获得的半导体膜1305a至1305f中,晶体在激光束的扫描方向上生长。 在设置晶体管使得扫描方向与沟道长度方向(在形成沟道形成区域时 载流子流动的方向)对准并且使用上述栅极绝缘层时,可获得具有较 少变化特征和较高电子场效应迁移率的薄膜晶体管(TFT)。
接下来,在栅极绝缘膜1306上堆叠第一导电膜和第二导电膜。
在本实施方式中,通过CVD方法、'减射方法等形成具有20至100nm 厚度的第一导电膜。形成具有100至400nm厚度的第二导电膜。使用 从钽(Ta )、鴒(W )、钬(Ti)、钼(Mo )、铝(Al)、铜(Cu )、 铬(Cr)、铌(Nb)等中选择的元素,或包含上述元素之一作为其 主要成分的合金材料或混合材料来形成第一导电膜和第二导电膜。或 者,使用掺杂有例如磷的杂质元素的多晶硅代表的半导体材料形成所 述导电膜。作为第一导电膜和第二导电膜的组合的实例,可给出氮化 钽膜和鴒膜、氮化鴒膜和鴒膜、氮化钼膜和钼膜等。由于鵠和氮化钽 具有较高热阻抗,所以可以在形成第一导电膜和第二导电膜之后执行 用于热激发的热处理。此外,在使用三层结构代替双层结构的情况下, 可使用包括钼膜、铝膜和钼膜的叠层结构。
接下来,使用光刻方法形成抗蚀剂掩模,执行用于形成栅电极和 栅极线的蚀刻处理,从而在半导体膜1305a至1305f上形成栅电极 1307。在本实施方式中,描迷栅电极1307具有包括第一导电膜1307a 和第二导电膜1307b的叠层结构的实例。
接下来,将栅电极1307用作掩模,并提通过离子掺杂方法或离 子注入方法以较低浓度对半导体膜1305a至1305f增加用于赋予n型 导电性的杂质元素。然后,通过光刻方法选择性形成由抗蚀剂构成的 掩模,并且以较高浓度对半导体膜1305a至1305f增加用于赋予p型 导电性的杂质元素。作为表现出n型导电性的杂质元素,可使用磷 (P)、砷(As)。作为表现出p型导电性的杂质元素,可使用硼(B)、 铝(AO 、镓(Ga)等。这里,将磷(P)用作赋予n型导电性的杂 质元素,并且将其选择性地引入半导体膜1305a至1305f,从而它们 包含以lxio"至lxio"/cm3的浓度的磷(P)。因此,形成n型杂 质区1308。此外,将硼(B)用作赋予p型导电性的杂质元素,并且 将其选择性地引入半导体膜1305c至1305e,从而他们包含1 x 1019 至lxio力c加s的浓度的硼(B)。因此,形成p型杂质区1309 (参见 图13C)。
接下来,形成绝缘膜,以覆盖栅极绝缘膜1306和栅电极1307。
通过等离子体CVD方法、溅射方法等形成绝缘膜,作为包含无机材 料(例如硅、硅氧化物或硅氮化物)或有机材料(例如有机树脂)的 一层膜或多层堆叠的膜。接下来,通过各向异性蚀刻(即主要沿垂直 方向蚀刻)来选择性蚀刻绝缘膜,形成与栅电极1307的侧表面接触 的绝缘膜1310 (还称为侧壁)。在形成LDD (轻掺杂漏极)区时, 绝缘膜1310用作掺杂掩模。
接下来,使用通过光刻方法形成的抗蚀剂掩模、栅电极1307、 和绝缘膜1310作为掩模,以高浓度向半导体膜1305a、 1305b、 1305d 和1305f增加用于赋予n型导电性的杂质元素,以形成n型杂质区 1311。这里,将磷(P)用作赋予n型导电性的杂质元素,并将其选 择性地引入半导体膜1305a、 1305b、 1305d和1305f,从而它们包含 lxlO"至lxio2°/cm3的浓度的磷(P)。因此,形成具有比杂质区 1308更高浓度的n型杂质区1311。
通过上述步骤形成n沟道薄膜晶体管1300a、 1300b、 1300d和 1300f和p沟道薄膜晶体管1300c和1300e (参见图13D )。
应注意,在n沟道薄膜晶体管1300a中,在与栅电极1307重叠 的半导体膜1305a的区域中形成沟道形成区;在不与栅电极1307和 绝缘膜1310重叠的半导体膜1305a的区域中形成杂质区1311,其分 别形成源极区或漏极区;在与绝缘膜1310重叠的半导体膜1305a的 区域中形成轻掺杂漏极区(LDD区),并且所述轻掺杂漏极区(LDD 区)在沟道形成区和杂质区1311之间。此外,类似地,n沟道薄膜晶 体管1300b、 1300d和1300f设置有沟道形成区、轻掺杂漏极区和杂 质区1311。
在p沟道薄膜晶体管1300c中,在与栅电极1307重叠的半导体 膜1305c的区域中形成沟道形成区;在不与栅电极1307重叠的半导 体膜1305c的区域中形成杂质区1309,其分别形成源极区或漏极区。 此外,类似地,p沟道薄膜晶体管1300e设置有沟道形成区和杂质区 1309。应注意,在这里p沟道薄膜晶体管1300c和1300e不设置有LDD 区;然而,p沟道薄膜晶体管可以设置有LDD区,而n沟道薄膜晶
体管不是必需设置有LDD区。
接下来,形成一层或多层堆叠的绝缘膜,以覆盖半导体膜1305a 至1305f、栅电极1307等;从而在绝缘膜上形成导电膜1313,其与形 成薄膜晶体管1300a至1300f的源极区或漏极区的杂质区1309和1311 电连接(参照图14A)。通过CVD方法、溅射方法、SOG方法、小 滴排放(droplet discharge)方法、丝网印刷方法等,使用无机材料 (例如硅氧化物或硅氮化物)、有机材料(例如聚酰亚胺、聚酰胺、 苯并环丁烯、丙烯酸、或环氧树脂)、硅氧烷材料等形成一层或多层 堆叠的绝缘膜。这里,绝缘膜具有双层结构。形成氮氧化硅膜作为第 一绝缘膜1312a,形成氧氮化硅膜作为第二绝缘膜1312b。此外,导 电膜1313可形成薄膜晶体管1300a至1300f的源电极和漏电极。
应注意,在形成绝缘膜1312a和1312b之前或形成绝缘膜1312a 和1312b的一个或多个薄膜之后,可进行热处理,用于恢复半导体膜 的结晶度,用于激活已增加到半导体膜中的杂质元素,或用于对半导 体膜氢化。作为加热处理,可使用热退火、激光退火方法、RTA方法 等。
通过CVD方法、溅射方法等,使用从铝(Al)、钨(W)、钛 (Ti)、钽(Ta )、钼(Mo )、镍(Ni)、钿(Pt)、铜(Cu )、 金(Au )、银(Ag )、锰(Mn )、钕(Nd )、碳(C )或硅(Si) 等中选择的元素,或包含上述元素之一作为其主要成分的合金材料或 混合材料来形成一层或多层堆叠的导电膜1313。包含铝作为其主要成 分的合金材料对应于,例如包含铝作为其主要成分且还包含镍的材 料,或包含铝作为其主要成分且还包含镍和包含碳与硅中的一个或两 者的合金材料。优选地,导电膜1313釆用,例如包括阻挡膜、铝硅 (Al-Si)膜和阻挡膜的叠层结构,包括阻挡膜、铝硅(A1-Si)膜、氮 化钛(TiN)膜和阻挡膜的叠层结构。应注意,阻挡膜对应于由钛、 钛的氮化物、钼或钼的氮化物形成的薄膜。具有较低阻抗和价格便宜 的铝和铝硅是用于形成导电膜1313的理想材料。此外,在形成上阻 挡层和下阻挡层的情况下可防止产生铝或铝硅的突起。此外,在由高
还原元素的钛形成阻挡膜的情况下,即使在结晶半导体膜上形成薄的 自然氧化物膜,该自然氧化物膜也会被化学还原,从而可获得与结晶 半导体膜的良好接触。
接下来,形成绝缘膜1314以覆盖导电膜1313,并且在绝缘膜1314 上形成导电膜1315a和1315b,其电连接至分别形成薄膜晶体管1300a 和1300f的源电极或漏电极的导电膜1313。此外,形成导电膜1316, 其电连接至分别形成薄膜晶体管1300b的源电极或漏电极的导电膜 1313。应注意,可同时形成与导电膜1316相同材料的导电膜1315a 和1315b。可使用如上所述形成导电膜1313的任意材料形成导电膜 1315a和1315b以及导电膜1316。
接下来,形成用作天线的导电膜1317,以电连接至导电膜1316 (参照图14B)。
应注意,绝缘膜1314可通过CVD方法,溅射方法等设置,并 且可具有包括以下材料的单层结构,所述材料包括包含氧和/或氮的 绝缘膜,例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy, 其中x>y>0)或氮氧化硅(SiNxOy,其中x>y>0);包含碳的膜,例 如DLC(类金刚石碳);有机材料,例如环氧化物、聚酰亚胺、聚酰 胺、乙烯聚合物、苯酚、苯并环丁烯、或丙烯酸;或硅氧烷材料,例 如硅氧烷树脂。可选择地,绝缘膜1314可具有包括上述材料的堆叠 结构。应注意,硅氧烷材料对应于具有Si-O-Si键的材料。硅氧烷具 有由硅(Si)和氧(O)的鍵形成的骨架结构(skeletal structure )。 作为替代物,可使用至少包含氢的有机基(例如,烷基或芳烃)。也 可以将氟基用作替代物。可选择地,可将至少包含氢和氟基的有机基 用作替代物。
使用CVD方法、溅射方法、例如丝网印刷方法或凹版印刷方法 的印刷方法、小滴排放方法、分配方法、电镀方法等形成导电材料的 导电膜1317。该导电材料是从铝(Al)、钛(Ti)、银(Ag)、铜 (Cu )、金(Au )、钿(Pt)、镍(Ni)、把(Pd )、钽(Ta )、 或钼(Mo)中选择的元素,或包含上述元素之一作为其主要成分的
合金材料或混合材料。形成具有单层结构或叠层结构的导电膜。
例如,在使用丝网印刷方法形成用作天线的导电膜1317的情况 下,可通过选择性印刷在有机树脂中使得具有几纳米到几十微米粒度 的导电粒子溶解或分散的导电胶来设置导电膜1317。作为导电粒子, 可使用银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、柏(Pt)、把 (Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)、钬(Ti)等中任意一个或多个金属 粒子、卣化银的微粒或扩散式纳米粒子。此外,作为在导电胶中包括 的有机树脂,可使用从用作金属粒子的粘结剂、溶剂、分散剂、或涂 覆材料的有机树脂中选择一种或多种有机树脂。可给出例如环氧树脂 或硅树脂的有机树脂作为代表性实例。此外,在形成导电膜时,优选 地在涂覆导电胶之后进行烘烤。例如,在使用包含银作为主要成分的 微粒(例如,粒度在lnm至100nm的范围内,包括lnm和100nm ) 作为导电胶的材料的情况下,可通过在150至300X:范围内的温度下 烘烤的方式进行固化来获得导电膜。可选择地,可使用包含焊料或无 铅焊料作为主要成分的微粒。在这种情况下,优选地,使用具有20pm 或更小粒度的微粒。焊料或无铅焊料具有例如低成本的优点。
此外,导电膜1315a和1315b均可用作与在随后处理中本实施例 的电力接收装置中包含的电池电连接的布线。此外,当形成用作天线 的导电膜1317时,可分开形成另 一个导电膜,以电连接至导电膜1315a 和1315b,并且可将导电膜用作连接至电池的布线。
接下来,在形成绝缘膜1318以覆盖导电膜1317之后,将包括薄 膜晶体管1300a至1300f、导电膜1317等的层(以下称为"单元形成 层1319")从衬底1301剥离。这里,在没有通过激光(例如紫外光) 照射形成的薄膜晶体管1300a至1300f的区域中形成开口 (参见图 14C),然后可使用物理力将单元形成层1319从衬底1301剥离。可 选择地,在将单元形成层1319从衬底1301剥离之前,可将蚀刻剂引 入所形成的开口中,以选择性去除释放层1303。作为蚀刻剂,可使用 包含卣化氢或卣素互化物的气体或液体。例如,将三氟化氯(C1F3) 用作包含g化氢的气体。因此,将单元形成层1319从衬底1301剥离。
应注意,释放层1303可部分地留下,而没有完全去除。通过留下一 部分释放层1303,可减少去除释放层所需的蚀刻剂消耗量和处理时 间。此外,即使在去除释放层1303之后,也可能在衬底1301上留下 单元形成层1319。另外,通过在剥离单元形成层1319之后重复使用 衬底1301,可减少成本。
可通过CVD方法、濺射方法等形成绝缘膜1318,其具有包括以 下材料的单层结构,所述材料包括包含氧和/或氮的绝缘膜,例如氧 化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy,其中x>y>0) 或氮氧化硅(SiNxOy,其中x>y>0);包含碳的膜,例如DLC (类金 刚石碳);有机材料,例如环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、乙烯聚合 物、苯酚、苯并环丁烯、或丙烯酸;或硅氧烷材料,例如硅氧烷树脂。 可选择地,绝缘膜1318可具有包括上述材料中一个或多个的叠层结构。
在本实施方式中,在通过激光照射方式在单元形成层1319中形 成开口之后,将第一板材1320附着在单元形成层1319的一个表面(暴 露绝缘膜1318的表面),然后将单元形成层1319从衬底1301剥离 (参见图15A)。
接下来,通过进行热处理和压力处理中的一个或两个处理将第二 板材1321附着在单元形成层1319的另一表面(参见图15B)。作为 第一板材1320和第二板材1321,可使用热熔性膜等。
作为第一板材1320和第二板材1321,可使用在上面执行了用于 防止静电的抗静电处理等的膜(以下称为抗静电膜)。抗静电膜的实 例是将能够防止静电荷的材料散布在树脂中的膜,对其附着了能够防 止静电荷的材料的膜等。设置有可防止静电荷的材料的膜可以是在其 一个表面上设置有能够防止静电荷的材料的膜,或在其每一个表面上 设置有能够防止静电荷的材料的膜。对于在其一个表面上设置有能够 防止静电荷的材料的膜,可将该膜附着在所述层上,从而能够防止静 电荷的材料位于膜的内侧或膜的外侧。能够防止静电荷的材料可设置 在膜的全部表面上,或膜的一部分上。作为能够防止静电荷的材料,
可使用金属、铟锡氧化物(ITO)或表面活性剂,例如,两性表面活
性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂。除此之外,作为抗静
电材料,可使用包括在其侧链具有羰基和季铵碱的交联共聚物的树脂
材料。通过对膜附着、混合或涂覆这种材料,可形成抗静电膜。通过
使用抗静电膜进行密封,可降低在作为商品处理时由来自外部的静电 等对半导体元件影响的程度。
应注意,形成电池,以连接至导电膜1315a和1315b。然而,在 将单元形成层1319从衬底1301剥离之前(在图14B或图14C中所示 的阶段的步骤),或在将单元形成层1319从衬底1301剥离之后(在 图15A中所示的阶段的步骤),或在用第一板材和第二板材对单元形 成层1319密封之后(在图15B中所示的阶段的步骤),可执行与电 池的连接。以下参照图16A至17B描述形成单元形成层1319和电池 连接的实例。
在图14B中,与用作天线的导电膜1317同时形成分别与导电膜 1315a和1315b电连接的导电膜1331a和1331b。接下来,形成绝缘 膜1318,以覆盖导电膜1317和导电膜1331a和1331b。然后,形成 开口 1332a和1332b,以暴露导电膜1331a和1331b的表面。然后, 在通过激光照射的方式在单元形成层1319中形成开口之后,将第一 板材1320附着在单元形成层1319的一个表面(暴露绝缘膜1318的 表面)上,然后将单元形成层1319从衬底1301剥离(参见图16A )。
接下来,将第二板材1321附着在单元形成层1319的另 一表面(通 过剥离所暴露的表面)上,然后将单元形成层1319从第一板材1320 剥离。因此,在本实施方式中,将具有弱粘合性的板材用作第一板材 1320。然后,选择性形成分别通过开口 1332a和1332b与导电膜1331a 和1331b电连接的导电膜1334a和1334b (参见图16B )。
4吏用CVD方法、溅射方法、例如丝网印刷方法或凹版印刷方法 的印刷方法、小滴排放方法、分配方法、电镀方法等形成导电材料的 导电膜1334a和1334b。该导电材料是从铝(Al)、钛(Ti)、银(Ag )、 铜(Cu )、金(Au )、賴(Pt)、镍(Ni)、把(Pd )、钽(Ta )、
和钼(Mo)中选择的元素,或包含上述元素之一作为其主要成分的 合金材料或混合材料。形成具有单层结构或叠层结构的导电膜。
应注意,在本实施方式中,示出在形成导电膜1334a和1334b 之前将单元形成层1319从衬底1301剥离的实例。然而,也可以在形 成导电膜1334a和1334b之后将单元形成层1319从衬底1301剥离。
接下来,在衬底上形成多个单元的情况下,将单元形成层1319 分离成不同单元(参见图17A)。可使用激光照射装置、切割装置、 划割装置等进行分离。这里,通过激光照射将一个衬底上形成的多个 单元彼此分离。
接下来,将分离的单元电连接至电池的连接端子(参见图17B)。 这里,将设置在衬底1335上的用作电池连接端子的导电膜1336a和 1336b分别连接至设置在单元形成层1319上的导电膜1334a和1334b。 示出这样的情况,即通过在其中插入具有粘着性的材料,例如各向异 性导电膜(ACF)或各向异性导电胶(ACP)将导电膜1334a和导电 膜1336a,或导电膜1334b和导电膜1336b彼此压力接合,以使得彼 此电连接。示出使用在具有粘着性的树脂1337中包含的导电粒子1338 用于连接的实例。此外,可使用例如银胶、铜胶、或碳胶的导电粘合 剂,或使用焊料接合等进行连接。
在电池大于单元的情况下,通过在一个衬底上形成多个单元,如 图16A至17B所示,分离单元,然后将单元连接至电池,可增加在一 个衬底上可形成的单元数目。因此,可以以低成本形成电力接收装置。
因此,如先前实施方式2所述,可提供增强天线。
应注意,可通过自由组合任意上述实施方式来实施本实施方式。
[实施方式41
在本实施方式中,将参照附图描迷与上述实施方式不同的电力接 收装置的制造方法的实例。在本实施方式中,假设在实施方式l中提 及的可移动电子装置是便携式电话或数码摄像机,并且描述在同一衬 底上设置天线电路、信号处理电路和电池的结构。应注意,通过在同 一衬底上形成天线电路、信号处理电路和电池并且将薄膜晶体管用作
形成信号处理电路的晶体管,可实现小型化,从而是有利的。
应注意,在本实施方式中,仅描述实施方式1和2中所述的天线 电路的形状和位置,所以将其简单地称为"天线"。
首先,在衬底1801的一个表面上,形成在其间插入有绝缘膜1802 的释放层1803。接下来,在上面堆叠用作基膜的绝缘膜1804和导电 膜1805 (参见图18A)。应注意,可以依次形成绝缘膜1802、释放 层1803、绝缘膜1804和导电膜1805。
可形成导电膜1805,作为从下述选择的元素或包含下述元素作 为其主要成分的合金材料或混合材料的一层膜或叠层膜,其中所述元 素包括鵠(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb )、 镍(Ni)、钴(Co )、锆(Zr )、锌(Zn )、钌(Ru )、铑(Rh )、 把(Pd)、锇(Os)和铱(Ir)。可通过溅射方法、各种CVD方法 (例如等离子体CVD方法)等,使用这些材料来形成该导电膜。
可以通过分别使用在先前实施方式中描述的用于衬底1301、绝 缘膜1302、释放层1303和绝缘膜1304的任意材料来形成衬底1801、 绝缘膜1802、释放层1803和绝缘膜1804。
接下来,选择性蚀刻导电膜1805,以形成导电膜1805a至1805e, 并使得绝缘膜1806和1807堆叠,以覆盖导电膜1805a至1805e (参 见图18B)。
使用绝缘材料(例如,氧化硅、氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy,其 中x>y>0)或氮氧化珪(SiNxOy,其中x>y>0)),通过CVD方法、 溅射方法等形成绝缘膜1806和绝缘膜1807。例如,可使用氮氧化硅 形成绝缘膜1806,可使用氧氮化硅形成绝缘膜1807。此外,尽管这 里描述了两个绝缘膜堆叠的实例,也可以仅设置绝缘膜1806或绝缘 膜1807,或可堆叠三个或更多绝缘膜。
接下来,分别在导电膜1805a至1805d上选择性形成半导体膜 1808a至1808d (参见图18C)。这里,通过溅射方法、LPCVD方法、 等离子体CVD方法等在绝缘膜1807上形成具有25至200nm厚度(优 选地,30至150nm厚度)的非晶半导体膜(例如,非晶硅膜),并
使非晶半导体膜结晶。然后,进行选择性蚀刻,以形成半导体膜1808a
至1808d。对于半导体膜的材料、其结晶方法等,可使用在先前实施
方式中所述的材料和方法。此外,可连续形成绝缘膜1806和1807以 及非晶半导体膜。
应注意,在由于导电膜1805a至1805d而使得绝缘膜1807的表 面不平坦的情况下,优选地在绝缘膜1807上进行平坦化处理,以在 绝缘膜1807上形成非晶半导体膜之前使其表面变平。作为平坦化处 理,可使用例如CMP方法的抛光处理。如图21A所示,通过执行例 如CMP方法的抛光处理,可在绝缘膜1807上形成具有变平表面的半 导体膜。因此,在^f吏用半导体膜1808a至1808d形成单元时,可降低 对于单元特性反面影响的程度。
接下来,形成栅极绝缘膜1809,以覆盖半导体膜1808a至1808d, 并且在半导体膜1808a至1808c上选择性形成栅电极1810。然后,使 用栅电极1810作为掩才莫,将杂质元素添加至半导体膜1808a至1808d, 以形成杂质区1811 (参见图18D)。示出栅电极1810具有包括第一 导电膜1810a和第二导电膜1810b的堆叠结构的实例。作为杂质元素, 对于半导体膜1808a至1808d添加赋予n型导电性或p型导电性的杂 质元素。作为表现出n型导电性的杂质元素,可使用磷(P)、砷(As) 等。作为表现出p型导电性的杂质元素,可使用硼(B)、铝(Al)、 镓(Ga)等。在本实施方式中,将作为赋予n型导电性的杂质元素的 磷(P)引入半导体膜1808a至1808d,从而它们包含以1 x 1019至1 x 102()/ 113的浓度的磷(P),以形成n型杂质区1811。应注意,本 发明不限于此,可通过添加赋予p型导电性的杂质元素形成p型杂质 区,或可将赋予n型导电性和p型导电性的杂质元素选择性地引入半 导体膜1808a至1808d。
可通过上述步骤形成n沟道薄膜晶体管1800a至1800c和用作电 容器的单元1800d (参见图18D )。
在n沟道薄膜晶体管1800a中,在与栅电极1810重叠的半导体 膜1808a的区域中形成沟道形成区,在与沟道形成区邻近的不与栅电
极1810重叠的半导体膜1808a的区域中形成杂质区1811,其分别形 成源极区或漏极区。此外,每一个n沟道薄膜晶体管1800b和1800c 类似地设置有沟道形成区和杂质区1811,所述杂质区1811分别形成 源极区或漏极区。
在单元1800d中,通过叠层结构形成电容器,所述叠层结构包括 导电膜1805d、绝缘膜1806和1807、和其中引入有杂质元素的半导 体膜的杂质区1811。
这里,应注意,描述了^殳置有n沟道薄膜晶体管1800a至1800c 的实例;然而,也可以设置p沟道薄膜晶体管,或者,如上述实施方 式所述,可设置与栅电极1810的侧表面接触的绝缘膜,并且可在半 导体膜1808a至1808c中设置轻掺杂漏极区(LDD区)。
在本实施方式中,示出形成有大于半导体膜1808a至1808c的导 电膜1805a至1805c的实例(形成导电膜1805a至1805c,以与薄膜 晶体管1800a至1800c的沟道形成区和杂质区1811重叠);然而, 本发明不限于此。例如,可设置导电膜1805a至1805c,以与薄膜晶 体管1800a至1800c的杂质区1811的一部分和沟道形成区的整个表 面重叠(参见图21A);或可设置导电膜1805a至1805c,以与杂质 区1811的一部分和沟道形成区的一部分重叠(参见图21B);或可 设置导电膜1805a至1805c,以仅与杂质区的一部分重叠。在以这种 方式设置导电膜1805a至1805c的情况下,特别优选地进行例如CMP 的抛光处理,以使得绝缘膜1807变平。
应注意,通过设置导电膜1805a至1805c,对于薄膜晶体管,可 防止损坏和ESD (静电放电)、控制短沟道效应和阈值电压、减少处 理步骤等。
即,对于包括薄膜晶体管1800a至1800c的电力接收装置,即使 电力接收装置弯曲,也可以通过被设置为与沟道形成区和杂质区重叠 的导电膜来控制在薄膜晶体管1800a至1800c的沟道形成区和杂质区 中的扭曲。因此,可防止薄膜晶体管1800a至1800c的损坏。
此外,当制造电力接收装置时,导电膜1805a至1805c用作电荷
的出口或用作电荷的扩散区,所以电荷的局部聚集减少,并且可减弱
电场集中度。因此,可防止ESD。
此外,在薄膜晶体管1800a至1800c中,分别通过导电膜1805a 至1805c阻止从漏极向源极的不利作用。因此,即使沟道长度变短, 也可以控制短沟道效应。简而言之,可控制短沟道效应(晶体管的阈 值电压(值)Vth急剧偏移以及低于阈值区域的漏极电流的恢复减弱 的现象,等)。
此外,可根据对导电膜1805a至1805c的电压输入控制薄膜晶体 管1800a至1800c的阈值电压。
图24B是示出在n型MOS晶体管的漏极电流和栅极电压之间的 关系的曲线图。优选地,在栅极电压Vg为正的区域中,漏极电流Id 足够大,当栅极电压Vg小于或等于0时,漏极电流Id为O。然而, 实际上,如曲线2404所示,对于漏极电流Id,即4吏当栅极电压Vg 为0时,也流出等于"I"的漏电流的量。每一个单独晶体管的电流不 大,但是在电力接收装置中设置许多晶体管,并且当这些晶体管的漏 电流组合时,所得到的量就不小了。这种漏电流增加了电力接收装置 的待机功耗。换句话说,增加了在电池中存储的电力的消耗。
通过向晶体管的沟道区添加很少量的杂质并且将图24B中所示 的曲线向右移动,可减少漏电流。然而,存在这样的问题,即在Vg 为正时电流也下降的情况下,使得电路的频率特性劣化。
为了解决上述问题,在形成晶体管的半导体膜的顶部和底部上均 设置栅电极。即,当观察晶体管的横截面时,半导体膜位于第一栅电 极和第二栅电极之间。此外,对于第一栅电极施加逻辑信号,对于第
二栅电极施加阈值电压控制信号,并且在电力接收装置中包括的晶体 管的阈值电压可通过第二栅电极的电位改变。在本实施方式中,可将 导电膜1805a至1805c分别用于薄膜晶体管1800a至1800c的第二栅 电极。
图24A中的曲线图示出包括第一栅电极和第二栅电极的晶体管 的Id-Vg特性。图24A中的曲线图示出三种曲线曲线2401、曲线
2402和曲线2403。曲线2402示出在向第二栅电极施加正电压时的 Id-Vg特性。在这种情况下,曲线向左偏移,并且流过更多电流。曲 线2401示出在向第二栅电极施加OV电压时的Id-Vg特性。这种情况 与传统晶体管相同。曲线2403示出在向第二栅电极施加负电压时的 Id-Vg特性。在这种情况下,曲线向右偏移,难以流过电流,并且漏 电流减少。通过在本实施方式的电力接收装置中提供阈值电压控制功 能,并且使得晶体管的Id-Vg特性的曲线偏移,可减少漏电流。
此外,通过将与导电膜1805a至1805c同时形成的导电膜1805e 用作天线,可省略导电膜1815和导电膜1816,以下将描述对导电膜 1815和导电膜1816的制造。
接下来,形成绝缘膜1812,以覆盖薄膜晶体管1800a至1800c 和单元1800d。在绝缘膜1812上形成与杂质区1811电连接的导电膜 1813,其中杂质区1811分别形成薄膜晶体管1800a至1800c的源极 区或漏极区(参见图19A)。
通过CVD方法、'减射方法、SOG方法、小滴排放方法、丝网印 刷方法等,使用无机材料(例如硅氧化物或硅氮化物)、有机材料(例 如聚酰亚胺、聚酰胺、苯并环丁烯、丙烯酸、或环氧树脂)、硅氧烷 材料等形成一层或多层堆叠的绝缘膜1812。
可使用如先前实施方式所述的用于导电膜1313的任意材料形成 导电膜1813。
接下来,形成绝缘膜1814,以覆盖导电膜1813,并且在绝缘膜 1814上形成与导电膜1813电连接的导电膜1815,其中导电膜1813 形成薄膜晶体管1800a和1800c的源电极或漏电极。然后,形成用作 天线的导电膜1816,以与导电膜1815电连接(参见图19B)。
接下来,在形成绝缘膜1817以覆盖导电膜1816之后,从衬底 1801剥离包括薄膜晶体管1800a和1800c、单元1800d、导电膜1816 等的层(以下称为"单元形成层1820")。作为剥离的方法,可使用 如以上实施方式中所述的任意方法。
这里,在通过激光照射在单元形成层1820中形成开口之后,将
第一板材1818附着在单元形成层1820的一个表面(暴露绝缘膜1817 的表面)。然后将单元形成层1820从衬底1801剥离(参见图20A )。
接下来,通过热处理和压力处理中的一个或两个处理将第二板材 1819附着在单元形成层1820的另一表面(通过剥离暴露的表面)。 作为第一板材1818和第二板材1819,可使用热熔性膜等。
可通过上迷处理形成电力接收装置(参见图20B)。应注意,在 本实施方式中,可将形成电容器的单元1800d用作电池。此外,可对 单元1800d单独设置第二电池。在这种情况下,可使用在以上实施方 式3中所示的任意方法设置第二电池。
应注意,在本实施方式中描述的电力接收装置不限于这里的描 述。例如,可以在薄膜晶体管1800a至1800c下方设置用作天线的电 池或导电膜。
图22A和22B中示出在薄膜晶体管1800a至1800c下方设置电 池的实例。这里,描述这样的实例,即设置导电膜1831a以与均用作 薄膜晶体管1800b的源电极或漏电极的导电膜1813电连接,并且在 单元形成层1820下方(在将单元形成层1820从衬底1801剥离时暴 露的表面)连接形成电池连接布线的导电膜1831a和导电膜1833a。 此外,这里还描述这样的实例,即设置薄膜晶体管代替形成电容器的 单元1800d;设置导电膜1833a以与用作薄膜晶体管的源电极或漏电 极的导电膜1813电连接;和在单元形成层1820下方(在将单元形成 层1820从衬底1801剥离时暴露的表面)连接形成电池连接布线的导 电膜1831b和导电膜1833b。
在以这种方式设置电池的情况下,在图19A中,为了暴露薄膜 晶体管1800a至1800c的杂质区1811,与在栅极绝缘膜1809和绝缘 膜1812中形成第一开口的同时,在绝缘膜1806和1807、栅极绝缘膜 1809和绝缘膜1812中形成第二开口。此外,设置导电膜1813以填充 第一开口,并且形成导电膜1831a和1831b以填充第二开口。第一开 口和第二开口可同时形成。当形成第一开口时,半导体膜1808a至 1808c用作停止层,并且当形成第二开口时,释放层1803用作停止层。
随后,如上所述,在形成用作天线(参见图22A)的导电膜1816之 后,将单元形成层1820从衬底1801剥离。
然后,在衬底1832上设置的用作电池连接布线的导电膜1833a 和1833b分别与导电膜1831a和1831b连接,所述导电膜1831a和 1831b是在从衬底1801剥离的单元形成层1820的暴露表面上形成的 (参见图22B)。这里,使出这样的情况,即通过在其中插入具有粘 着性的材料,例如各向异性导电膜(ACF )或各向异性导电胶(ACP ) 将导电膜1831a和导电膜1833a,或导电膜1831b和导电膜1833b彼 此压力接合,以使得彼此电连接。示出使用在具有粘着性的树脂1834 中包含的导电粒子1835进行连接的实例。此外,可使用例如银胶、 铜胶、或碳胶的导电粘合剂,或使用焊料接合等进行连接。
应注意,在本实施方式中,不仅是电池,还可以在薄膜晶体管 1800a至1800c下方"^殳置用作天线的导电膜。图23A和23B示出在薄 膜晶体管1800a至1800c下方设置用作天线的电池和导电膜1816b的 实例。
这里,描述这样的实例,即设置导电膜1831c以与用作薄膜晶体 管1800c的源电极或漏电极的导电膜1813电连接,并且用作天线的 导电膜1831c和导电膜1816b连接在单元形成层1820的下方(在从 衬底1801剥离单元形成层1820时暴露的单元形成层1820的表面)。 此外,在本实例中,以与图22A和22B中所示相同的方式"^殳置电池。
在以这种方式设置用作天线的电池和导电膜的情况下,在图19A 中,为了暴露薄膜晶体管1800a至1800c的杂质区1811,与在栅极绝 缘膜1809和绝缘膜1812中形成第一开口的同时,在绝缘膜1806和 1807、栅极绝缘膜1809和绝缘膜1812中形成第二开口;设置导电膜 1813以填充第一开口;和形成导电膜1831a、 1831b和1831c以填充 第二开口。第一开口和第二开口可同时形成。当形成第一开口时,半 导体膜1808a至1808c用作停止层,并且当形成第二开口时,释放层 1803用作停止层。随后,如上所述,在形成用作天线(参见图23A) 的导电膜1816之后,将单元形成层1820从衬底1801剥离。
然后,在衬底1832上设置的并且用作电池连接布线的导电膜 1833a和1833b分别与导电膜1831a和1831b连接,所述导电膜1831a 和1831b是在从衬底1801剥离的单元形成层1820的暴露表面上形成 的。此外,在从衬底1801剥离的单元形成层1820的暴露表面上形成 的导电膜1831c与在衬底1836上设置的并且用作天线的导电膜1816b 连接。
在例如电池或天线,或电池和天线两者均大于例如薄膜晶体管 1800a至1800c等的单元的情况下,优选地,单元形成层和电池或天 线彼此连接,如图22A至23B所示。在电池或天线,或电池和天线两 者均大于所述元素的情况下,通过在衬底上形成多个单元,使单元分 开,然后将单元与电池和天线连接,可以低成本形成电力接收装置。
应注意,可通过自由组合任意上述实施方式来实施本实施方式。
[实施例1
在本实施例中,将描述包括本发明的电力接收装置的可移动电子 装置的使用。可给出包括本发明的电力接收装置的可移动电子装置的 实例是便携式电话、数码摄像机、计算机、便携式信息终端(例如, 移动计算机、便携式电话、便携式游戏机、或电子图书)、包括记录 介质(具体地,数字多功能盘或"DVD")的图像再现装置等。以下, 将参照附图描述这些实例。
应注意,在本实施例中,对于在实施方式1和2中所述的天线电 路,仅描述其形状和位置,所以将其简单地称为"天线"。
图25A示出便携式电话的实例,其包括主体2501、音频输出 部分2502、音频输入部分2503、显示部分2504、运行开关2505、天 线2506等。本发明的电力接收装置在主体2501中包括信号处理电路 和电池,因此可通过天线2506从装置外部接收无线电信号和对电池 充电。因此,当对电池充电时,可在不使用充电器的情况下向显示部 分2504的显示器等供应电力。
图25B示出移动计算机(还已知为笔记本电脑)的实例,其包 括主体25U、外壳2512、显示部分2513、键盘2514、外部连接端
口 2515、指向装置2516、天线2517等。本发明的电力接收装置在主 体2511中包括信号处理电路和电池,因此可通过天线2517从装置外 部接收无线电信号和对电池充电。因此,当对电池充电时,可在不使 用充电器的情况下向显示部分2513的显示器等供应电力。
图25C示出数码相机的实例,其包括主体2521 、显示部分2522、 操作键2523、扬声器2524、快门2525、图像接收部分2526、天线2527 等。本发明的电力接收装置在主体2521中包括信号处理电路和电池, 因此可通过天线2527从装置外部接收无线电信号和对电池充电。因 此,当对电池充电时,可在不使用充电器的情况下向显示部分2522 的显示器等供应电力。
图25D示出包括记录介质的便携式图像再现装置(具体地,DVD 再现装置)的实例。便携式图像再现装置包括主体2531、外壳2532、 第一显示部分2533、第二显示部分2534、记录介质(例如DVD)读 取部分2535、操作键2536、扬声器部分2537、天线2538等。本发明 的电力接收装置在主体2531中包括信号处理电路和电池,因此可通 过天线2538从装置外部接收无线电信号和对电池充电。因此,当对 电池充电时,可在不使用充电器的情况下向第一显示部分2533和第 二显示部分2534的显示器等供应电力。
图25E示出数码摄像机,其包括主体2541、显示部分2542、 音频输入部分2543、运行开关2544、电池2545、图像接收部分2546、 天线2547等。本发明的电力接收装置在主体2541中包括信号处理电 路和电池,因此可通过天线2547从装置外部接收无线电信号和对电 池充电。因此,当对电池充电时,可在不使用充电器的情况下向显示 部分2542的显示器等供应电力。
图25F示出便携式信息终端,其包括主体2551、手写笔2552、 显示部分2553、操作按钮2554、外部接口 2555、天线2556等。本发 明的电力接收装置在主体2551中包括信号处理电路和电池,因此可 通过天线2556从装置外部接收无线电信号和对电池充电。因此,当 对电池充电时,可在不使用充电器的情况下向显示部分2553的显示
器等供应电力。
图26A和26B示出具有便携式显示器的无线电视。图像信号接 收器和本发明的电力接收装置嵌入在外壳2601中。在电力接收装置 中的电池驱动显示部分2602和扬声器部分2603。可通过电力接收装 置从电力馈线2604接收的无线电信号对电池充电。可通过无线发送 的信号供应电力,并且可从电力馈线端上设置的天线2606B向显示器 端上^L置的天线2606A供应电力。
此外,电力馈线2604可发送和接收图像信号。因此,即使将显 示器从电力馈线2604拆开,如图26B中结构所示,也可以将图像信 号发送到显示器的信号接收器。由操作键2605控制外壳2601。此外, 在图26A和26B中所示的装置中,通过控制操作键2605,可从外壳 2601向电力馈线2604发送信号,所以该装置还可称为音频-视频双路 传输装置。此外,通过控制操作键2605,可从外壳2601向电力馈线 2604发送信号,并且,通过使得另一个电子装置接收电力馈线2604 可发送的信号,能实现其他电子装置的通信控制。因此,图26A和 26B中所示的装置^可称为通用远程控制装置。
应注意,通过对电力馈线i殳置显示部分2602和扬声器部分2603, 该装置可用作固定电视。当该装置是固定电视的形式时,其可具有电 力馈线与显示部分2602和扬声器部分2603直接连接并向其供应电力 的结构。
此外,描述图27A所示的用于可移动电子装置(例如,机动车 或使用大规模电力馈线的具有电池的自行车)的电力供应系统。
图27A中的电力馈线2700釆用具有抛物线形反射表面的抛物线 天线2701 ,并通过无线电信号向具有电力接收装置(其包括天线2702 和电池2703 )的机动车或自行车发送电力。当由采用内燃机的动力的 发动机产生电力困难时,如果机动车中电池电力不足时,则这是特别 有利的。此外,对于自行车,例如,使用采用电力的动力在难以通过 人力行进的斜坡和这种位置行驶的自行车,或所谓的具有辅助设施的 自行车,即使电池电力不足,也可通过设置的时间经过期间完成电池的充电。具有辅助设施的自行车包括电动机和电池。由于可以在不使 用家用交流电源的情况下对电池充电,所以对于自行车用户緩解了使 用线缆对电池充电的负担,因此对于包括电池的自行车,这种结构是 有利的。
此外,如果图27A中所示的机动车具有在先前实施方式中所述 的增强天线,所以是有利的。图27B示出包括电力接收装置和增强天 线的机动车结构。在图27B的结构中,没有限制在哪个部件上面提供 增强天线2706,只要该结构是这样一种结构即可,即发生由增强天线 和与机动车中设置的电池2705连接的天线2704的磁连接产生电磁感 应的结构。然而,由于考虑到功能,所以增强天线应具有大于天线的 形式。因此,例如,增强天线可围绕机动车的周围设置,如图27B所 示,或可设置在多个位置中,例如前挡风玻璃或后挡风玻璃。
此外,在可移动电子装置中设置的电力馈线和电力接收装置的结 构可采用多种形式。将参照图28A和28B描述实例。
图28A示出用于机动车的交互式电力供应系统的结构,其中所 述系统包括具有移动装置和电力馈线的电力接收装置。在图28A中, 每一个机动车结构包括电池和天线。这里,其中一个机动车的天线包 括电池2801,并且该天线用作电力接收天线2802。同时,其他机动 车包括电池2803,并且天线用作电力供应天线2804。
在图28A所示的结构中,即4吏一个才几动车的电池2801电力不足, 也可以通过从电力供应天线2804向电力接收天线2802作为无线电信 号输出对于其他机动车的电池2803所充电的电力的方式,对电池2801 充电。应注意,通过减少在电力接收天线2802和电力供应天线2804 之间的距离和输出用于电源的无线电信号,可通过由于磁耦合而发生 的电磁感应来减少充电时间。在图28A所示的结构中,不需要像传统 方式那样,通过线缆与机动车的电池连接在一起,以供应电力。即使 机动车用户在机动车中等待,由于可通过天线接收信号进行充电,所 以本实施例是很有利的。此外,在本发明中,可设置多个其他机动车, 并且可从多个电力供应天线对电池充电。因此,也可减少电池充电时
间。
将参照图28B描述与图28A中所示不同的结构。对于从电力获 得动力的所谓电动车来说,图28B所示的结构特别有利。使用电动机 驱动所述电动车。
在图28B所示的结构中,当机动车来到压电传感器2806上方时, 执行通过无线电信号从电力馈线2805供应电力。当通过无线电信号 从电力馈线2805供应电力时,在机动车中的电力接收装置中包括的 天线2807接收无线电信号,并对电池2808充电。因此,为了对电池 2808充电,不需要通过线缆与家用交流电源连接。在机动车用户在车 中时,可对电池充电,从而提高了方^l性。
可提供本发明的电力接收装置,并将其用于使用电力驱动的任意 装置中。
应注意,在本实施例中所示的可移动电子装置的模式中,天线的 形状不限于附图中所示的情况。如果合适,天线可具有在上述实施例 模式中所示的形状。
本实施例可以与任意以上实施方式自由组合。
本申请基于2006年3月15日向日本专利局提供的日本优先权申 请No.2006-070379,其全部内容合并于此以资参考。
权利要求
1. 一种电力供应系统,包括:增强天线;天线电路;整流电路,与所述天线电路电连接;电池,与所述整流电路电连接;电源电路,与所述电池电连接;和发电单元,与所述电源电路电连接,其中所述天线电路经由所述增强天线接收从电力馈线提供的无线电信号;和经由所述整流电路向所述电池输入所述无线电信号,从而对所述电池充电。
2. 根据权利要求1所述的电力供应系统,其中所述电池向电源 电路供应电力。
3. 根据权利要求l所述的电力供应系统,其中所述天线电路使 用电磁感应方法接收所述无线电信号。
4. 根据权利要求1所述的电力供应系统,其中所述电池包括锂 电池、锂聚合物电池、锂离子电池、镍金属氢化物电池、镍镉电池、 有机基电池、铅酸电池、空气二次电池、镍锌电池、银锌电池和电容 器中的至少一种。
5. 根据权利要求1所述的电力供应系统,还包括 电源负载部分,与所述电源电路电连接。
6. 根据权利要求l所述的电力供应系统,其中所述发电单元是 采用内燃机的动力的发电机。
7. 根据权利要求1所述的电力供应系统,其中所述增强天线的 尺寸大于在所述天线电路中的天线的尺寸。
8. 根据权利要求l所述的电力供应系统,其中所述增强天线通 过磁场与所述天线电路磁耦合。
9. 一种用于机动车的电力供应系统,包括 增强天线;天线电路;信号处理电路,与所述天线电路电连接; 电池,与所述信号处理电路电连接;和 火花塞,与所述信号处理电路电连接, 其中所述天线电路经由所述增强天线接收无线电信号;以及 经由所述信号处理电路向所述电池输入所述无线电信号,从而对 所述电池充电,由向所述电池充电的电力对火花塞点火来启动所述机动车的内 燃机。
10. 根据权利要求9所迷的用于机动车的电力供应系统,其中 所述信号处理电路包括整流电路和电源电路。
11. 根据权利要求9所述的用于机动车的电力供应系统,其中 所述电池向所述信号处理电路中包括的电源电路供应电力。
12. 根据权利要求9所迷的用于机动车的电力供应系统,其中 所述天线电路使用电磁感应方法接收所述无线电信号。
13. 根据权利要求9所述的用于机动车的电力供应系统,其中 所述电池包括锂电池、锂聚合物电池、锂离子电池、镍金属氬化物电 池、镍镉电池、有机基电池、铅酸电池、空气二次电池、镍锌电池、 银锌电池和电容器中的至少一种。
14. 一种用于机动车的电力供应系统,包括 增强天线;天线电路;信号处理电路,与所迷天线电路电连接; 电池,与所述信号处理电路电连接,其中所述天线电路经由所述增强天线接收无线电信号;以及 经由所述信号处理电路向所述电池输入所述无线电信号,从而对 戶斤迷电池充电, 其中从另一个机动车的电力供应天线输出所述无线电信号。
15. 根据权利要求14所述的用于机动车的电力供应系统,其 中所述信号处理电路包括整流电路和电源电路。
16. 根据权利要求14所述的用于机动车的电力供应系统,其 中所述电池向所述信号处理电路中包括的电源电路供应电力。
17. 根据权利要求14所述的用于机动车的电力供应系统,其 中所述天线电路使用电磁感应方法接收所述无线电信号。
18. 根据权利要求14所述的用于机动车的电力供应系统,其 中所述电池包括锂电池、锂聚合物电池、锂离子电池、镍金属氢化物 电池、镍镉电池、有机基电池、铅酸电池、空气二次电池、镍锌电池、 银锌电池和电容器中的至少一种。
19. 一种电力供应系统,包括 增强天线;天线电路;信号处理电路,与所述天线电路电连接;和 电池,与所述信号处理电路电连接,其中所述天线电路经由所述增强天线接收无线电信号;以及 经由所述信号处理电路向所述电池输入所述无线电信号,从而对 所述电池充电。
20. 根据权利要求19所述的电力供应系统,其中所述信号处 理电路包括整流电路和电源电路。
21. 根据权利要求19所述的电力供应系统,其中所述电池向 所述信号处理电路中包括的电源电路供应电力。
22. 根据权利要求19所述的电力供应系统,其中所述天线电 路使用电磁感应方法接收所述无线电信号。
23. 根据权利要求19所述的电力供应系统,其中所述电池包 括锂电池、锂聚合物电池、锂离子电池、镍金属氢化物电池、镍镉电池、有机基电池、铅酸电池、空气二次电池、镍锌电池、银锌电池和 电容器中的至少一种。
24. 根据权利要求19所述的电力供应系统,还包括 发电单元,与所述电池电连接。
25. 根据权利要求19所述的电力供应系统,还包括 显示控制部分,与所述信号处理电路电连接。
全文摘要
为可移动电子装置提供一种电力接收装置,当对电池充电时,电力接收装置简化了从作为电源装置的电力馈线对电池的充电,并且不具有由于与继电器端子相关的外部因素而引起的故障,或由直接连接电池和电力馈线而引起的继电器端子的损坏,此外还提供一种包括电力接收装置的电子装置。在可移动电子装置中提供用于供应电力的天线电路和增强天线。天线电路经由增强天线接收例如电磁波的无线电信号,并且通过信号处理电路向电池提供通过无线电信号的接收所获得的电力。
文档编号H02J17/00GK101385218SQ20078000599
公开日2009年3月11日 申请日期2007年3月5日 优先权日2006年3月15日
发明者小山润, 山崎舜平, 池田隆之, 热海知昭, 盐野入丰, 石井将人, 长多刚, 黑川义元 申请人:株式会社半导体能源研究所