JP5346745B2 - 無線タグ運用システム - Google Patents

Description

無線タグと通信装置（例えば、リーダ／ライタ）を用いた無線タグ管理システムに関する。

ＲＦＩＤ （Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線周波数による非接触自動識別技術）の開発が進められている。ＲＦＩＤの技術を用いた無線タグは、非接触で記録情報が読み取れ、無電池で動作し、耐久性、耐候性に優れるなどの特徴を有する。無電池で動作が可能なのは、無線タグが有するアンテナが受信する電波（これには動作命令等が含まれる）を回路内で整流することにより、電源とすることができるためである。

近年では、機能の向上のため、メモリを搭載した無線タグの開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１１２４４０号公報

無線タグにメモリを搭載することは、無線タグの機能向上において有用である。しかしながら、無線タグのメモリの読み出しと書き込みを行う機能をどのユーザーでも使うことができるというのは、セキュリティ上、望ましいことではない。

そのため、例えば、無線タグを使う対象によって上級ユーザーと一般ユーザーに分けた場合、これらのユーザーで無線タグのメモリに対するアクセスを制御することが好ましい。

具体的には、上級ユーザーは無線タグのメモリの読み出しと書き込み（書き換えも含む）の両方が可能であり、一般ユーザーは無線タグのメモリの読み出しが可能、書き込みは不可能というように制御することが好ましい。これは、一般ユーザーにより、無線タグのメモリの書き込みが可能となってしまうと、無線タグのメモリのデータの改竄が行なわれるおそれがあるからである。もちろん、専用コードや書き込み禁止判定ビットへの書き込みによって一般ユーザーには書き込みできないようにすることが可能であるが、書き換え可能なビットで管理している場合、書き換え可能なように書き換わるおそれもある。

本発明の一態様は、上記の事情を鑑み、メモリを搭載した無線タグを用いた無線タグ運用システムにおいて、無線タグのメモリに対するアクセスを選択的に制御することにより、セキュリティを高めた無線タグ運用システムを提供することを課題とする。

本発明の無線タグ運用システムの一態様は、無線タグ、第１の通信装置及び第２の通信装置を有する。無線タグは、データを記憶するメモリと、第１の電力で動作しメモリからデータを読み出す第１の回路と、第１の電力よりも高い第２の電力で動作しメモリにデータを書き込む第２の回路とを有する。第１の通信装置は、無線タグに対して、第１の回路が動作可能な通信電力を出力し、メモリからデータを読み出すことが可能である。第２の通信装置は、無線タグに対して、第１の回路及び第２の回路が動作可能な通信電力を出力し、メモリからデータを読み出し、かつメモリにデータを書き込みことが可能である。

第１の通信装置は第１のユーザーに割り当てられ、第２の通信装置は第１のユーザーとは異なる第２のユーザーに割り当てられる。第１の通信装置と第２の通信装置はそれぞれ、リーダ／ライタである。第１の通信装置の動作電圧は、第２の通信装置の動作電圧よりも低い。

本発明の無線タグ運用システムの一態様は、無線タグと通信装置を有する。無線タグは、データを記憶するメモリと、第１の電力で動作しメモリからデータを読み出す第１の回路と、第１の電力よりも高い第２の電力で動作しメモリにデータを書き込む第２の回路とを有する。通信装置は、無線タグに対して、第１の領域において第１の回路が動作可能な第１の通信電力を出力し、かつ、第１の領域よりも無線タグに近い第２の領域において第１の回路及び第２の回路が動作可能な第２の通信電力を出力する。

第１の領域内に無線タグを存在させることが可能な第１のユーザーと、第２の領域内に無線タグを存在させることが可能な第２のユーザーは異なる。通信装置は、リーダ／ライタである。

本発明の無線タグ運用システムの一態様は、メモリを含む無線タグと、第１のリーダ／ライタと、第１のリーダ／ライタよりも受信電力が高い第２のリーダ／ライタと、を有する。無線タグは、メモリのデータの読み出し時の消費電力よりも、データの書き込み時の消費電力の方が大きい。また、無線タグは、第１のリーダ／ライタから電波を受信することによりメモリのデータの読み出しのみが行われ、第２のリーダ／ライタから電波を受信することによりメモリのデータの読み出しと書き込みが行われる。

第１のリーダ／ライタは第１のユーザーに割り当てられ、第２のリーダ／ライタは、第１のユーザーとは異なる第２のユーザーに割り当てられる。

また、第１のリーダ／ライタは、携帯端末に搭載されている。

本発明の無線タグ運用システムの一態様は、メモリを含む無線タグと、リーダ／ライタと、を有する。無線タグは、メモリのデータの読み出し時の消費電力よりも、データの書き込み時の消費電力の方が大きい。また、無線タグは、第１の領域において、リーダ／ライタから電波を受信することにより、メモリのデータの読み出しのみが行われ、第１の領域よりもリーダ／ライタに近い第２の領域において、リーダ／ライタから電波を受信することにより、メモリのデータの読み出しと書き込みが行われる。

第１の領域内に無線タグを存在させることができる第１のユーザーと、第２の領域内に無線タグを存在させることができる第２のユーザーは異なる。

セキュリティを高めた無線タグ運用システムを提供することができる。

本発明の無線タグ運用システムに用いられる無線タグは、メモリのデータの読み出し時の消費電力よりも、データの書き込み時の消費電力の方が大きいことが特徴のタグである。このような特徴を有する無線タグは、敢えて、書き込み時の消費電力を低減させる必要がないため、安価に提供されている。よって、コストが安価なタグを用いることができるため、安価な無線タグ運用システムを提供することができる。

また、上記の特徴を有する無線タグは、その性能が多機能なものでなく、シンプルで構わないため、型落ちした無線タグなどの既存の資産を用いることができる。このような既存の資産は安価であるため、安価な無線タグ運用システムを提供することができる。

本発明の一態様を説明する図。 受信電力と通信距離の関係を示すグラフ。 本発明の一態様を説明する図。 本発明の一態様を説明する図。 本発明の一態様を説明する図。 受信電力と通信距離の関係を示すグラフ。 無線タグの構成を説明する図。 無線タグの構成を説明する図。 無線タグの構成を説明する図。 無線タグの構成を説明する図。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなく、その形態および詳細を様々に変更しうることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）

本実施の形態の無線タグ運用システムについて、図１、２を参照して説明する。本実施の形態の無線タグ運用システムは、第１のユーザーと第２のユーザーで、受信電力の異なるリーダ／ライタを用いることを特徴とする。

ここでは、第１のユーザーは一般ユーザーとし、第２のユーザーは上級ユーザーとする。

一般ユーザーは、物品１０１に設けられた無線タグ１０２を、一般ユーザー用の通信装置であるリーダ／ライタ１０３にかざす（図１（Ａ）参照）。無線タグ１０２は、データを記憶するメモリと、第１の電力で動作しメモリからデータを読み出す第１の回路と、第１の電力よりも高い第２の電力で動作しメモリにデータを書き込む第２の回路とを有する。つまり、無線タグ１０２は、メモリを有し、データ読み出し時の消費電力よりも、データ書き込み時の消費電力の方が大きい無線タグである。

無線タグ１０２は、一般ユーザー向けのリーダ／ライタ１０３から電波を受信することにより動作する。一般ユーザー向けのリーダ／ライタ１０３は、その受信電力が弱く、無線タグ１０２の読み出しを行うことができるが、無線タグ１０２の書き込み（書き換えも含む）を行うことができない。つまり、リーダ／ライタ１０３は、無線タグ１０２に対して、第１の回路が動作可能な通信電力を出力し、メモリからデータを読み出すことが可能なリーダ／ライタである。

一方、上級ユーザーは、物品１０４に設けられた無線タグ１０５を、上級ユーザー用の通信装置であるリーダ／ライタ１０６にかざす（図１（Ｂ）参照）。無線タグ１０５は、データを記憶するメモリと、第１の電力で動作しメモリからデータを読み出す第１の回路と、第１の電力よりも高い第２の電力で動作しメモリにデータを書き込む第２の回路とを有する。つまり、無線タグ１０５は、メモリを有し、データ読み出し時の消費電力よりも、データ書き込み時の消費電力の方が大きい無線タグである。

無線タグ１０５は、上級ユーザー向けのリーダ／ライタ１０６から電波を受信することにより動作する。上級ユーザー向けのリーダ／ライタ１０６は、その受信電力が強く、無線タグ１０２の読み出しと書き込み（書き換えも含む）を行うことができる。つまり、リーダ／ライタ１０６は、無線タグ１０５に対して、第１の回路及び第２の回路が動作可能な通信電力を出力し、メモリからデータを読み出し、かつメモリにデータを書き込みことが可能なリーダ／ライタである。

このように、一般ユーザーには受信電力が弱いリーダ／ライタ１０３が割り当てられ、上級ユーザーには受信電力が強いリーダ／ライタ１０６が割り当てられる。

受信電力が異なるリーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６の構造上の相違点について以下に説明する。

リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６は、その大きさに違いがある。例えば、リーダ／ライタ１０３は、携帯電話などの携帯端末に搭載されるもので、小型のものである。一方、リーダ／ライタ１０６は、その大きさに制約がなく、一般的な機能が搭載されたものである。

また、リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６は、その動作電圧に違いがある。例えば、リーダ／ライタ１０３は電池により動作電圧が供給されるもので、その動作電圧に上限が設けられているものである。一方、リーダ／ライタ１０６は商用電源により動作電圧が供給されるもので、その動作電圧に上限が設けられていないものである。このように、動作電圧に違いをもたせることにより、リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６の放射電力（受信電力）に差をもたせることができる。

また、リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６は、そのＱ値に違いがある。Ｑ値は、アンテナの巻き数、アンテナのサイズ、共振容量、アンテナを形成する材料によって依存する値であり、リーダ／ライタ１０３のＱ値の方がリーダ／ライタ１０６のＱ値よりも小さい。

また、リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６は、共振周波数の一致度に違いがある。リーダ／ライタ１０６は、無線タグの共振周波数に一致するように設定する。リーダ／ライタ１０３は無線タグの共振周波数から少しずれた点に一致するように設定する。このようにすることで、リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６の放射電力（受信電力）に差をもたせることができる。

また、リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６は、そのアンテナの指向性に違いがある。リーダ／ライタ１０６は指向性が高く、リーダ／ライタ１０３は指向性が低い。このようにすることで、リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６の通信距離に差をもたせることができる。

また、リーダ／ライタ１０３とリーダ／ライタ１０６の構造上の相違点ではないが、リーダ／ライタ１０３は普及品を用い、リーダ／ライタ１０６はカスタマイズ品を用いるとよい。リーダ／ライタ１０６のみに、カスタマイズ品を用いることにより、仮に普及品を手に入れたとしても、データの改竄が容易にできないということになり、セキュリティ上好ましい。

本実施の形態の無線タグ運用システムは、メモリを搭載した無線タグにおいて、無線タグの読み出しと、無線タグの書き込みで必要な電力に差があることを活用するものである。なお、このように、必要な電力に差が出ることは、無線タグの書き込みに必要な電圧調達に昇圧回路を用いたときに顕著に生じる。

図２は、受信電力と通信距離の関係を示したものであり、縦軸は受信電力、横軸は無線タグとリーダ／ライタの間の距離（通信距離）を示す。縦軸のＡ点は、無線タグの読み出しに必要な電力を示し、Ｂ点は無線タグの書き込み（書き換えも含む）に必要な電力を示す。

図２において、プロット１１１は、受信電力が弱い一般ユーザー向けのリーダ／ライタ１０３の受信電力を示す。プロット１１１に示されるように、リーダ／ライタ１０３の受信電力は、通信距離がＤの値までの間はＡ点を超えているものの、Ｂ点を超えることはない。

つまり、一般ユーザーは、通信距離がＤの値までの間は、無線タグ１０２の読み出しを行うことができる。また、通信距離に依らず、無線タグ１０２の書き込みを行うことはできない。

一方、プロット１１２は、受信電力が強い上級ユーザー向けのリーダ／ライタ１０６の受信電力を示す。プロット１１２に示されるように、リーダ／ライタ１０６の受信電力は、通信距離がＣまでの間はＡ点を超えており、通信距離がＥの値までの間はＢ点を超えている。

つまり、上級ユーザーは、無線タグ１０５とリーダ／ライタの１０６の距離がＣの値までの間は、無線タグ１０５の読み出しと書き込みを行うことができる。また、通信距離がＥの値までの間は、無線タグ１０５の読み出しを行うことができる。

このように、受信電力が異なるリーダ／ライタを用いることにより、複数のユーザー間で無線タグのメモリに対するアクセスを選択的に制御することによって、セキュリティを向上させた無線タグ運用システムを提供することができる。
（実施の形態２）

本実施の形態の無線タグ運用システムについて、図３〜６を参照して説明する。本実施の形態の無線タグ運用システムは、第１のユーザーと第２のユーザーで、無線タグとリーダ／ライタの通信距離を制御することを特徴とする。

ここでは、第１のユーザーは一般ユーザーとし、第２のユーザーは上級ユーザーとする。また、入退場管理システムを例に挙げて説明する。

一般ユーザー１３１は、ユーザー自身が身につけている無線タグ１２２を、通信装置であるリーダ／ライタ１２３にかざす（図２（Ａ）参照）。無線タグ１２２は、データを記憶するメモリと、第１の電力で動作しメモリからデータを読み出す第１の回路と、第１の電力よりも高い第２の電力で動作しメモリにデータを書き込む第２の回路とを有する。つまり、無線タグ１２２は、メモリを有し、データ読み出し時の消費電力よりも、データ書き込み時の消費電力の方が大きい無線タグである。

リーダ／ライタ１２３は、第１の領域において第１の回路が動作可能な第１の通信電力を出力し、かつ、第１の領域よりも無線タグ１２２に近い第２の領域において第１の回路及び第２の回路が動作可能な第２の通信電力を出力するリーダ／ライタである。また、リーダ／ライタ１２３は、第１の領域においてメモリからデータを読み出すことが可能であり、第２の領域においてメモリからデータを読み出し、かつメモリにデータを書き込むことが可能である。

リーダ／ライタ１２３と一般ユーザー１３１の間には、その距離を制御する距離制御手段１２４が設けられている。リーダ／ライタ１２３を起点として考えると、まず、距離制御手段１２４が設けられている領域１２６があり、領域１２６に隣接して領域１２７がある（図２（Ｃ）参照）。一般ユーザー１３１は、領域１２７において、無線タグとの交信が可能であるが、リーダ／ライタ１２３との間に領域１２６が設けられているため、受信電力が弱く、無線タグ１２２の読み出しを行うことができるものの、無線タグ１２２の書き込み（書き換えを含む）を行うことができない。

上級ユーザー１３２は、ユーザー自身が身につけている無線タグ１２５を、一般ユーザー１３１向けと同じリーダ／ライタ１２３にかざす（図２（Ｂ）参照）。無線タグ１２５は、メモリを有し、無線タグ１２２と同様、データ読み出し時の消費電力よりも、データ書き込み時の消費電力の方が大きい無線タグである。

リーダ／ライタ１２３と上級ユーザー１３２の間には、その距離を制御する距離制御手段は設けられていない。そのため、上級ユーザー１３２は、領域１２６において、無線タグとの交信が可能となる。一般ユーザー１３１は、リーダ／ライタ１２３に近い領域で交信が可能なため、その受信電力が強く、無線タグ１２５の読み出しと書き込みを行うことができる。

距離制御手段１２４は、電波を遮蔽しない材料で作られている。以下には、距離制御手段１２４の例を挙げて説明する。

距離制御手段１２４として、箱、机、手すり、柵、棚等が挙げられる。例えば、距離制御手段１２４として机１３５を用いる場合について説明する（図４（Ａ）参照）。机１３５は、引き出しが付いており、その引き出しの中にリーダ／ライタ１２３が設けられている。一般ユーザー１３１は、机１３５を介して、無線タグ１２２をリーダ／ライタ１２３にかざす。一方、上級ユーザー１３２は、机１３５の中から無線タグ１２５をリーダ／ライタ１２３にかざす。

距離制御手段１２４として机１３５を用いる場合、机１３５が設けられるエリアを、一般ユーザー１３１が進入可能なエリア１３６と、上級ユーザー１３２が進入可能なエリア１３７に区切るとよい（図４（Ｂ）参照）。そして、駅の改札口のように、ユーザーが通過できる領域を一方向にするとよい。

また、机１３５に鍵のかかる引き出し１３８を設けてもよい（図４（Ｃ）参照）。鍵を開けられるのは上級ユーザー１３２のみとする。

また、距離制御手段１２４として、柱、部屋、壁、門扉、ショーウィンドウなどが挙げられる。例えば、距離制御手段１２４として柱１３９を用いる場合について説明する（図５（Ａ）参照）。柱１３９の中にリーダ／ライタ１２３が設けられている。一般ユーザー１３１は、無線タグ１２２を、柱１３９の一方の面からリーダ／ライタ１２３にかざす。上級ユーザー１３２は、柱１３９の他方の面からリーダ／ライタ１２３にかざす。

また、距離制御手段１２４として小部屋１４３を用いる場合について説明する（図５（Ｂ）参照）。小部屋１４３は、警備員の詰め所１４１内に設けられており、詰め所１４１は門扉１４０に隣接して設けられている。訪問客などの一般ユーザー１３１は、ガラス窓１４２越しに、無線タグ１２２をリーダ／ライタ１２３にかざす。警備員などの上級ユーザー１３２は、無線タグ１２５をリーダ／ライタ１２３にかざす。

また、距離制御手段１２４として小部屋１４４を用いる場合について説明する（図５（Ｃ）、（Ｄ）参照。図５（Ｄ）は図５（Ｃ）の断面図）。小部屋１４４は、ショーウィンドウに設けられている。一般ユーザー１３１は、ガラス窓越しに、無線タグ１２２をリーダ／ライタ１２３にかざす。また、上級ユーザー１３２は、ガラス窓を介することなく、無線タグ１２５をリーダ／ライタ１２３にかざす。

本実施の形態の無線タグ運用システムでは、領域１２７内に無線タグを存在させることが可能なユーザーと、領域１２７よりもリーダ／ライタに近い領域１２６に無線タグを存在させることが可能なユーザーが異なるものであり、リーダ／ライタの受信電力と、リーダ／ライタと無線タグの間の距離（通信距離）が反比例することを活用するシステムである。

図６は、受信電力と通信距離の関係を示したものであり、縦軸は受信電力、横軸は無線タグとリーダ／ライタの間の距離（通信距離）を示す。縦軸のＡ点は、無線タグの読み出しに必要な電力を示し、Ｂ点は無線タグの書き込み（書き換えも含む）に必要な電力を示す。

図６において、プロット１１４は、リーダ／ライタ１２３の受信電力を示す。プロット１１４に示されるように、リーダ／ライタ１０６の受信電力は、通信距離がＣまでの間はＡ点を超えており、通信距離がＥの値までの間はＢ点を超えている。

つまり、ユーザーは、無線タグ１０５とリーダ／ライタの１０６の距離がＣの値までの間は、無線タグ１０５の読み出しと書き込みを行うことができる。また、通信距離がＥの値までの間は、無線タグ１０５の読み出しを行うことができる。

このように、通信距離と受信電力が反比例することを活用することにより、複数のユーザー間で無線タグのメモリに対するアクセスを選択的に制御することによって、セキュリティを向上させた無線タグ運用システムを提供することができる。

本実施例では、本発明の無線タグ運用システムの一態様を用いた例について説明する。

一般ユーザーがある物品の購入予定者であり、上級ユーザーが販売者であるとする。

一般ユーザーである購入予定者は、携帯電話に搭載されたリーダ／ライタにより、物品の無線タグの読み出しを行うことで、その物品の情報を理解することができる。そのため、それらの情報を用いて、物品の購入を検討することができる。

一方、上級ユーザーである販売者側にとっては、一般ユーザーに対する利便性を高めつつ、一般ユーザーのアクセスによって、物品の無線タグの書き込みが行われる恐れがない。そのため、安心してこの無線タグ運用システムを運用することができる。

このように、本発明の無線タグ運用システムにより、一般ユーザーと上級ユーザーという複数のユーザーに対して、無線タグのメモリに対するアクセスが選択的に制御することができるため、セキュリティを向上させることができる。

本実施例では、無線タグの構成について図７を用いて説明する。

無線タグ７００は、ＲＦ回路７０１、クロック信号生成回路７０２、ロジック回路７０３、及びアンテナ部７１８におけるアンテナ７１７により構成されている。データの伝送形式は、一対のコイルを対向配置して相互誘導によって交信を行う電磁結合方式、誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式、電波を利用して交信する電波方式の３つに大別され、いずれの方式を用いてもよい。

ＲＦ回路７０１は、電源回路７０４、復調回路７０５及び変調回路７０６を有する。クロック信号生成回路７０２は、分周回路７０７、カウンタ回路７０９及び基準クロック生成回路７１９を有する。ロジック回路７０３は、演算処理を行う機能を有し、コントローラ７１３、ＣＰＵ７１０と、ＲＯＭ７１１及びＲＡＭ７１２を有する。コントローラ７１３は、ＣＰＵインターフェース７１４、ＲＦインターフェース７１５及びメモリコントローラ７１６を有する。

電源回路７０４は、整流回路と保持容量を有し、受信した信号から電源電圧を生成し、その他の回路に供給する機能を有する。また、復調回路７０５は、整流回路ＬＰＦ（ローパスフィルタ）を有し、通信信号からコマンドやデータを抽出する機能を有する。変調回路７０６は、送信データを変調する機能を有し、変調されたデータは、アンテナ７１７から送信信号として送信される。

無線タグ７００に入力された受信信号は、復調回路７０５で復調された後、コントローラ７１３におけるＲＦインターフェース７１５に出力される。ＲＦインターフェース７１５に入力された受信信号は、ＣＰＵインターフェース７１４を介してＣＰＵ７１０で演算処理される。また、ＲＦインターフェース７１５に入力された受信信号により、メモリコントローラ７１６を介してＲＯＭ７１１、ＲＡＭ７１２に対するアクセスが行われる。

そして、ＣＰＵ７１０による演算処理、ＲＯＭ７１１、ＲＡＭ７１２におけるデータの入出力後に送信データが生成され、送信データは、信号として変調回路７０６で変調され、アンテナ７１７から外部の通信装置に送信される。

本実施例は、他の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、無線タグの製造方法について、図８、９を用いて説明する。ここでは、同一基板上に、ロジック回路部５５０、メモリ部５５２、アンテナ部及び電源部５５４を設けた無線タグを製造する一例を示す。

基板５０１上に剥離層となる金属層５０２を形成する。基板５０１としてはガラス基板を用いる。金属層５０２としては、スパッタリング法により得られるタングステン層、窒化タングステン層、またはモリブデン層を用いる。

次に、金属層５０２上に絶縁層５０３を形成する。絶縁層５０３としては、酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等の絶縁層を形成する。絶縁層５０３は下地絶縁層として機能するが、特に必要なければ設けなくともよい。

次に、絶縁層５０３上に半導体層を形成する。半導体層は、アモルファス構造を有する半導体層をＬＰＣＶＤ法或いはプラズマＣＶＤ法などのＣＶＤ法、又はスパッタリング法により成膜した後、結晶化を行って得られた結晶質半導体層を選択的にエッチングして所望の形状に加工する。結晶化方法としては、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、ニッケルなどの結晶化を助長する金属元素を用いる結晶化法などを用いればよい。なお、半導体層をプラズマＣＶＤ法により成膜すれば、絶縁層５０３及びアモルファス構造を有する半導体層を大気に触れることなく連続成膜することができる。半導体層の材料は特に限定されないが、好ましくはシリコン又はシリコンゲルマニウムなどで形成する。

次に、半導体層を覆う絶縁層を形成する。絶縁層はＣＶＤ法またはスパッタリング法を用い、膜厚を１ｎｍ〜２００ｎｍとする。絶縁層は、後に形成される薄膜トランジスタのゲート絶縁層として機能する。

次に、絶縁層上に、ゲート電極５０４〜５０８とメモリ素子の下部電極となる第１の電極５０９を形成する。スパッタリング法により得られた導電層を選択的にエッチングして、所望の形状に加工してゲート電極５０４〜５０８と第１の電極５０９を得る。

ゲート電極５０４〜５０８と第１の電極５０９の材料としては、タングステン、チタン、アルミニウム、ニッケル、クロム、モリブデン、タンタル、コバルト、ジルコニウム、バナジウム、パラジウム、ハフニウム、白金、鉄などの単体、又はこれらの合金或いは化合物から選ばれる材料の単層、又は積層構造で形成する。

次に、ｐチャネルトランジスタとする領域の半導体層を覆うようにレジストマスクを形成し、ｎチャネルトランジスタとする領域の半導体層にゲート電極５０５〜５０７をマスクとして不純物元素を導入することにより低濃度不純物領域を形成する。

次に、レジストマスクを除去して、ｎチャネルトランジスタとする半導体層を覆うようにレジストマスクを形成し、ｐチャネルトランジスタとする領域の半導体層にゲート電極５０４、ゲート電極５０８をマスクとして不純物元素を導入することによりｐ型を示す不純物領域を形成する。その結果、ｐチャネルトランジスタとする領域の半導体層に、自己整合的にチャネル形成領域５１６ａ及び一対のｐ型不純物領域５１４ａと、チャネル形成領域５１６ｂ及び一対のｐ型不純物領域５１４ｂが形成される。ｐ型不純物領域５１４ａ、５１４ｂは、ソース領域又はドレイン領域として機能する。

次に、ゲート電極５０４〜ゲート電極５０８と第１の電極５０９の側面にサイドウォール絶縁層５１０、サイドウォール絶縁層５１１を形成する。

次に、ｐチャネルトランジスタとする半導体層を覆うようにレジストマスクを形成し、ｎチャネルトランジスタとする領域の半導体層にゲート電極５０５−５０７及びサイドウォール絶縁層５１０をマスクとして不純物元素を導入することにより高濃度不純物領域を形成する。不純物元素の導入後、レジストマスクは除去する。

その結果、ｎチャネルトランジスタとする領域の半導体層に、自己整合的に、チャネル形成領域５２１ａ、ＬＤＤ領域として機能する一対の低濃度不純物領域５１９ａ及びソース領域又はドレイン領域として機能する一対の高濃度不純物領域５１７ａと、チャネル形成領域５２１ｃ、ＬＤＤ領域として機能する一対の低濃度不純物領域５１９ｃ及びソース領域又はドレイン領域として機能する一対の高濃度不純物領域５１７ｃと、が形成される。同時に、容量とする領域の半導体層に、自己整合的に第１不純物領域５２１ｂと、第２不純物領域５１９ｂと、第３不純物領域５１７ｂと、が形成される。第１不純物領域５２１ｂは、ゲート絶縁層を介してゲート電極５０６と重なる領域に形成される。なお、第１不純物領域５２１ｂには、ゲート電極５０６を形成する前までに、選択的に高濃度の不純物元素が添加されている。したがって、第１不純物領域５２１ｂは、チャネル形成領域５２１ａ及びチャネル形成領域５２１ｃよりも不純物濃度が大きくなっている。なお、ＬＤＤ領域として機能する低濃度不純物領域５１９ａ及び低濃度不純物領域５１９ｃ、並びに第２不純物領域５１９ｂは、サイドウォール絶縁層５１０の下方に形成される。

次に、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等を用いて、水素を含む絶縁層５２２を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化処理および水素化処理を行う。不純物元素の活性化処理および水素化処理は、炉での熱処理（３００℃〜５５０℃で１時間〜１２時間の熱処理）または、ランプ光源を用いたＲＴＡ法を用いる。水素を含む絶縁層５２２は、例えばプラズマＣＶＤ法により得られる窒化酸化シリコン層を用いる。加えて、結晶化を助長する金属元素、代表的にはニッケルを用いて半導体層を結晶化させている場合、活性化と同時にチャネル形成領域におけるニッケルの低減を行うゲッタリングをも行うことができる。なお、水素を含む絶縁層５２２は、層間絶縁層の１層目である。

次に、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等を用いて層間絶縁層の２層目となる絶縁層５２３を形成する。絶縁層５２３としては、酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層などの絶縁層の単層または積層を用いる。

次に、絶縁層５２３上にレジストマスクを形成し、選択的に絶縁層５２２及び絶縁層５２３をエッチングして第１の電極５０９に達する第１の開口５２０を形成する。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する。

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図８（Ａ）に相当する。

次に、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等を用いて、酸化窒化シリコン層とアモルファスシリコン層を積層形成する。次に、レジストマスクを形成し、選択的にアモルファスシリコン層と酸化窒化シリコン層をエッチングして、第１の開口５２０と重なる酸化窒化シリコン層５２４ａ、及びアモルファスシリコン層５２４ｂを形成する。酸化窒化シリコン層５２４ａ、アモルファスシリコン層５２４ｂは、メモリ素子の抵抗材料層となる。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する（図８（Ｂ）参照）。

次に、レジストマスクを形成し、選択的に絶縁層５２２及び絶縁層５２３をエッチングして、半導体層に達するコンタクトホール、ゲート電極に達するコンタクトホール、第１の電極５０９に達する第２の開口をそれぞれ形成する。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する（図８（Ｃ）参照）。

次に、フッ酸を含むエッチャントで露呈している半導体層表面及び露呈している第１の電極５０９表面の酸化膜を除去すると同時に露呈している半導体層の表面及び露呈している第１の電極５０９表面を洗浄する。

次に、メモリ素子の上部電極や薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極などを形成するため、スパッタリング法を用いて導電層を形成する。この導電層は、タングステン、チタン、アルミニウム、ニッケル、クロム、モリブデン、タンタル、コバルト、ジルコニウム、バナジウム、パラジウム、ハフニウム、白金、鉄などの単体、又はこれらの合金或いは化合物の単層、またはこれらの積層で形成する。

次に、レジストマスクを形成し、選択的に導電層をエッチングして、ソース電極またはドレイン電極として機能する導電層５２５〜５３４、ゲート引出配線となる配線５３５〜５３９、メモリ部の第２の電極５４０及び第３の電極５４１、アンテナ部の第４の電極５４２を形成する。第２の電極５４０は第１の開口５２０と重なりメモリ素子の上部電極となる。また、第３の電極５４１は、第２の開口と重なり、第１の電極５０９と電気的に接続する。なお、ここでは図示しないが、第４の電極５４２は、アンテナ部及び電源部の薄膜トランジスタと電気的に接続している。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する。

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図８（Ｄ）に相当する。本実施例では、同一基板上にロジック回路部５５０の薄膜トランジスタと、メモリ部５５２の薄膜トランジスタ及びメモリ素子５６０と、アンテナ部及び電源部５５４の薄膜トランジスタとを形成することができる。ここでは、ロジック回路部５５０に設けられたｐチャネルトランジスタとｎチャネルトランジスタ、メモリ部５５２に設けられたｐチャネルトランジスタとメモリ素子５６０、アンテナ部及び電源部５５４に設けられた容量とｎチャネルトランジスタの断面図を示している。

次に、ロジック回路部５５０の薄膜トランジスタと、メモリ部５５２の薄膜トランジスタ及びメモリ素子と、アンテナ部及び電源部５５４の薄膜トランジスタを覆う絶縁層５４３を形成する。絶縁層５４３は、酸化シリコンを含む絶縁層または有機樹脂でなる絶縁層を用いることができるが、無線タグの信頼性を向上させる上では酸化シリコンを含む絶縁層を用いることが好ましい。また、後に形成するアンテナをスクリーン印刷法で形成する場合には平坦面を有していることが望ましいため、塗布法を用いる有機樹脂でなる絶縁層を用いることが好ましい。絶縁層５４３を形成する材料は、実施者が適宜選択すればよい。また、後に形成するアンテナはロジック回路部５５０及びメモリ部５５２と重なる領域まで形成されてもよい。この場合、絶縁層５４３は、アンテナと、ロジック回路部５５０の素子及びメモリ部５５２の素子との絶縁を図る層間絶縁層としても機能する。輪状（例えば、ループアンテナ）又はらせん状のアンテナとする場合には、アンテナの両端のうち一方を下層に形成する配線で引き回すため、絶縁層５４３を設けることが好ましい。ただし、マイクロ波方式を適用し、線状（例えば、ダイポールアンテナ）、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ）等のアンテナとする場合には、後に形成するアンテナがロジック回路部及びメモリ部と重ならないように配置できるため、絶縁層５４３は特に設けなくともよい。

次に、レジストマスクを形成し、選択的に絶縁層５４３をエッチングして、第３の電極５４１に達する第３の開口と、第４の電極５４２に達する第４の開口を形成する。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する（図９（Ａ）参照）。

次に、絶縁層５４３上に金属層を形成する。次に、レジストマスクを形成し、選択的に金属層をエッチングして、第１の電極５０９の引出配線部５６２に引出配線５４４と、アンテナの下地層５４５を形成する（図９（Ｂ）参照）。

次に、アンテナ下地層５４５上にアンテナ５４６を形成する。アンテナ５４６はスパッタリング法を用いて金属層を形成した後、選択的にエッチングして所望の形状に加工する方法、或いはスクリーン印刷法を用いることができる図９（Ｃ）参照）。

次に、剥離を行って金属層５０２及び基板５０１を除去する。剥離は、金属酸化物層内、絶縁層５０３と金属酸化物層の界面、又は金属酸化物層と金属層５０２との界面で生じさせることができ、比較的小さな力で無線タグとなる第１の絶縁層５０３より上層側を基板５０１から引き剥がすことができる。また、金属層５０２及び基板５０１を除去する際にアンテナを設ける側に固定基板を接着してもよい。

次に、無線タグをシート状の基体に固定する。シート状の基体としては、プラスチック、紙、プリプレグ、セラミックシートなどを用いることができる。２枚のシート状の基体に無線タグを挟むように固定してもよいし、１枚のシート状の基体に接着層で固定してもよい。接着層としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。また、紙の形成途中に無線タグを配置して、１枚の紙の内部に無線タグを設けることもできる。

本実施例は、他の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。

無線タグが搭載される物品について、図１０を用いて説明する。無線タグ８００が搭載される物品は広範囲にわたり、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図１０（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１０（Ｃ）参照）、録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図１０（Ｂ）参照）、乗り物類（自転車等、図１０（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、または電子機器（液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置、または携帯電話）等の物品、若しくは各物品に取り付ける荷札（図１０（Ｅ）、図１０（Ｆ）参照）等が挙げられる。

本実施例は、他の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。

１０１ 物品
１０２ 無線タグ
１０３ リーダ／ライタ
１０４ 物品
１０５ 無線タグ
１０６ リーダ／ライタ
１１１ プロット
１１２ プロット
１１４ プロット
１２２ 無線タグ
１２３ リーダ／ライタ
１２４ 距離制御手段
１２５ 無線タグ
１２６ 領域
１２７ 領域
１３１ 一般ユーザー
１３２ 上級ユーザー
１３５ 机
１３６ エリア
１３７ エリア
１３８ 引き出し
１３９ 柱
１４０ 門扉
１４１ 詰め所
１４２ ガラス窓
１４３ 小部屋
１４４ 小部屋

Claims (4)

1. 無線タグと、第１の通信装置と、第２の通信装置と、を用いた無線タグ運用システムであって、
   前記無線タグは、メモリと、第１の回路と、第２の回路と、を有し、
   前記第１の回路は、前記メモリからデータを読み出すことができる機能を有し、
   前記第２の回路は、前記メモリにデータを書き込むことができる機能を有し、
   前記第１の通信装置は、前記無線タグに前記１の回路を動作させことができる電力を出力することができる機能を有し、
   前記第２の通信装置は、前記無線タグに前記第１の回路及び前記第２の回路を動作させることができる電力を出力することができる機能を有し、
   前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とは、Ｑ値が異なることを特徴とする無線タグ運用システム。
2. 無線タグと、第１の通信装置と、第２の通信装置と、を用いた無線タグ運用システムであって、
   前記無線タグは、メモリと、第１の回路と、第２の回路と、を有し、
   前記第１の回路は、前記メモリからデータを読み出すことができる機能を有し、
   前記第２の回路は、前記メモリにデータを書き込むことができる機能を有し、
   前記第１の通信装置は、前記無線タグに前記１の回路を動作させことができる電力を出力することができる機能を有し、
   前記第２の通信装置は、前記無線タグに前記第１の回路及び前記第２の回路を動作させることができる電力を出力することができる機能を有し、
   前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とは、共振周波数が異なることを特徴とする無線タグ運用システム。
3. 無線タグと、第１の通信装置と、第２の通信装置と、を用いた無線タグ運用システムであって、
   前記無線タグは、メモリと、第１の回路と、第２の回路と、を有し、
   前記第１の回路は、前記メモリからデータを読み出すことができる機能を有し、
   前記第２の回路は、前記メモリにデータを書き込むことができる機能を有し、
   前記第１の通信装置は、第１のアンテナを有し、
   前記第２の通信装置は、第２のアンテナを有し、
   前記第１の通信装置は、前記無線タグに前記１の回路を動作させことができる電力を出力することができる機能を有し、
   前記第２の通信装置は、前記無線タグに前記第１の回路及び前記第２の回路を動作させることができる電力を出力することができる機能を有し、
   前記第１アンテナと前記第２のアンテナとは、指向性が異なることを特徴とする無線タグ運用システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
   前記第１の通信装置のユーザーを、物品の購入予定者とし、
   前記第２の通信装置のユーザーを、物品の販売者とすることを特徴とする無線タグ運用システム。

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