CN100456321C - Id标签 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有无效(nullification)单元的ID标签。当在电极(302)之间施加预定电压时，金属离子淀积在固态电解质(308)中，由此在其中形成导电沟道(310)。固态电解质开关(300)因此被导通。因为该淀积机理是可逆的，在已经导通的固态电解质开关300的电极之间施加反向电压可以使已淀积的金属原子迁移进入固态电解质中，由此导电沟道300减薄，从而沟道最终消失，固态电解质开关300转变为非导电状态。该开关的使用成功地实现了可以被自动地无效而无需人为无效的IC标签。

Description

ID标签
技术领域
本发明涉及一种具有无效(nullification)单元的ID标签。
背景技术
近年来使用ID标签的实体分配(physical distribution)引起公众关注。ID标签具有存储关于商品的信息、商品的分配历史信息等等的存储器，以及当接收到外部信号时，允许在任何时候访问该存储器。使用ID标签的***能够进行以前不可能实现的有效管理。
另一方面，能够将私人信息与产品信息连接的这类***很可能会侵犯消费者的隐私。例如，当消费者购买具有其中集成有ID标签的产品时，可以预料到在该标签中的信息有可能被恶意的第三方读出，这增加了追踪使用该产品的目的或用户携带哪种产品的可能性。
作为阻止这种隐私侵犯的措施，正在对使ID标签无效的功能的机构进行研发。
专利文献1描述了具有这种无效机构的ID标签。该文献中描述的无效机构由熔丝构成，以及通过允许过电流流过熔丝以将它断开，从而可以使该ID标签丧失功能。
专利文献2描述了具有作为无效单元的这样一种材料的标贴，该材料通过加热可以转变为导电的材料。
[专利文献1]日本-特许公开专利公报“Tokkaihei”第8-55205号；以及
[专利文献2]日本-特许公开专利公报“Tokkai”第2001-134732号。
发明内容
但是具有无效机构的常规ID标签需要人为的无效，并且该人为处理的疏忽在安全地保护个人信息方面可能失败。
另一问题是上述无效发生直接意味着ID标签功能失效和无法回收利用。对于消费者购买具有其中集成有ID标签的示例性情况，购买的无效使消费者不可能享受到ID标签的方便功能。目前正在研发利用ID标签的各种***，其中提出了具有这样的功能的方案：在购买了具有ID标签的食物并容纳在冰箱之后，使用ID标签能识别冰箱中的食物、管理食物库存量、以及变化等。购买商品的ID标签的无效也不可能实现这种高度方便的***。
另一方面，如果ID标签的功能保持有效，那么购买之后ID标签也保持可使用，但是不利的是增加了通过任意其他人的访问而泄漏了个人信息等的担心。
在考虑该情况之后构想的本发明以及其目的是提供一种可以被自动地无效而无需人为无效的ID标签。
本发明的另一目的是提供一种配置为即使一旦被无效之后也可以再生的ID标签，以保持安全性和使隐私得以隐藏的方式进行重复利用。
根据本发明，提供一种具有电路和对该电路进行隔离的无效单元的ID标签，其中所述电路包括天线和IC芯片；其中该无效单元包括时间开关，所述时间开关在使用开始之后达到预定的工作时限时，对该电路进行隔离。
根据本发明，在经过了预定的工作时限之后，该ID标签被自动地无效，由此可以防止由于忘记进行无效而泄漏个人信息等。如果适当地设置工作的时限，也可以仅仅在预定的持续时间段保持ID标签的功能，允许在各种目的的***中对标签进行开发。
在此所指的工作时限意味着使用时间的持续期间或使用的次数。换句话说，该ID标签被配置为允许在这样一个时间点激活时间开关，所述时间点是指当预定时间过去时、或在使用开始之后该标签已经被使用了预定次数时。本发明中的“工作的时限”是涉及各种模式的概念，其例子包括以下各方面：
(i)向固态电解质开关施加电源电压的总时间，或RFID标签的电源工作的累积时间(之后描述的实施例2)；
(ii)与RFID或电源工作的使用/停止使用无关的经历的时间(之后描述的实施例3和5)；
(iii)从电源到窄金属线的流过电流的总时间，或RFID标签的电源工作的累积时间；以及
(iv)金属离子的扩散时间，与RFID或电源工作的使用/停止使用无关(之后描述的例子1和2)。
工作的时限长度(时长)可以通过调整时间开关的结构等来设置。
在本发明的ID标签中，该时间开关可以包括激活时间开关的开始单元，以及其可以被配置为当时间开关被开始单元激活之后达到预定的工作时限时，对电路进行隔离。
在本发明的ID标签中，该时间开关可以设置在电路中，以及可以被配置为当达到预定的工作时限时被从内部地由导电状态切换为非导电状态，从而对电路进行隔离。
本发明的ID标签可以被例示为：
(i)一种结构，在该结构中该时间开关包括被设置为与固态电解质膜相接触的第一导体；被设置为与固态电解质膜相接触并与第一导体间隔开预定距离的第二导体；以及被设置为与固态电解质膜接触并与第一和第二导体间隔开的金属离子供给部分，该第一和第二导体独立地连接到电路；
(ii)一种结构，在该结构中该时间开关包括设置在电路中的窄导线；容纳窄导线的气密室；以及开始单元，该开始单元被配置为当时间开关被开始单元激活之后达到预定的工作时限时，破坏气密室的气密性，以由此将空气或氧化气体引入到该室中，被配置为允许窄导线被氧化，由此对电路进行隔离；以及
(iii)一种结构，在该结构中该时间开关包括在基体上彼此间隔开设置的第一和第二固态电解质膜；被设置为与第一固态电解质膜接触的第一导体；被设置为与第一和第二固态电解质膜两者相接触的第二导体；被设置为与第二固态电解质膜接触的第三导体；以及被设置与第一和第二固态电解质膜两者相接触、与第一、第二和第三导体间隔开的金属离子供给部分，
第一和第二固态电解质膜分别由不同的材料构成，以及第一和第二导体，以及第二和第三导体分别设置为彼此间隔开预定的距离，以及第一和第三导体分别连接到该电路。
在上述(ii)中，该ID标签还可以包括其中容纳氧化剂的氧化剂室，以及其可以被配置为，当开始单元实现其功能时，氧化剂室和气密室被连通。
在本发明的ID标签中，该时间开关可以包括设置在电路中彼此平行间隔开预定距离的第一金属互连和第二金属互连；以及在第一和第二金属互连之间布置的间隙部分，以及该时间开关被配置为当达到预定的工作时限时，允许该间隙部分转变成导电状态，从而使第一和第二金属互连短路，由此对电路进行隔离。在该结构中，该ID标签还可以包括容纳第一和第二金属互连的气密室，以及开始单元，该开始单元破坏气密室的气密性由此将空气或氧化气体引入到该室中，从而允许该开始单元激活该时间开关。
本发明的ID标签可以被配置为具有多个这种时间开关，以便激活任意的时间开关。
根据本发明，提供了一种可以被自动地无效而无需人为无效的ID标签。
根据本发明，还提供了一种配置为即使一旦被无效之后也可再生的ID标签，并且以保持安全性和使隐私得以隐藏的方式进行重复利用。
附图说明
从下面结合附图的详细说明将使本发明的上述及其他目的、优点和特点更明显。
图1示出了根据一个实施例的ID标签的示意图；
图2示出了图1所示的IC芯片的内部结构图；
图3示出了根据一个实施例的ID标签的示意图；
图4示出了时间开关的一个示例性结构的示意图；
图5示出了图4所示的固态电解质开关的使用状态的示意图；
图6示出了固态电解质开关的示例性特定结构图；
图7示出了图6所示的固态电解质开关的制造方法的示图；
图8示出了图6所示的固态电解质开关的操作图；
图9示出了图6所示的固态电解质开关的功能图；
图10示出了根据一个实施例的ID标签的示意图；
图11示出了时间开关的示例性特定结构图；
图12示出了图10所示的时间开关的开始使用之后的状态图；
图13示出了时间开关的示例性特定结构图；
图14示出了根据一个实施例的ID标签的示意图；
图15示出了时间开关的示例性特定结构图；
图16示出了时间开关的示例性特定结构图；
图17示出了与熔丝相结合的示例性无效开关的示图；
图18示出了根据一个实施例的RFID时间无效开关的结构的平面图；
图19示出了根据一个实施例的RFID时间无效开关的上作原理图；
图20示出了控制硫化铜膜中的铜组分的技术的示图；
图21示出了根据一个实施例的示例性时间无效开关的示意图；
图22示出了根据一个实施例的时间无效开关的第一互连组和第二互连组之间的电阻率变化图；
图23示出了基于离子导电区的形状控制延长截止时限的示例性结构图；
图24示出了基于不同的活化能Ea、Ea’(Ea＜Ea’)(纵坐标72)的两个扩散系数的对数曲线，Ea和Ea’表示为温度T的反函数(横坐标71)；以及
图25示出了基于不同的活化能Ea、Ea’(Ea＜Ea′)具有两个固态电解质的时间无效开关的示例性结构图，Ea、Ea′作为离子导电区。
具体实施方式
下面的段落将参考附图说明本发明的实施例。应当注意，在所有图中，任意相似的组件给出相同的参考标记，为简单起见允许省略其解释。
第一实施例
首先，将说明具有根据本发明的时间开关的ID标签的一般结构。
图1示出了该实施例的示例性RFID标签的内部结构图。RFID标签100具有包括天线(线圈天线104)和IC芯片200的电路以及隔离该电路的无效单元(无效机构110)。该无效单元(无效机构110)包括时间开关，该时间开关当在ID标签开始使用之后达到预定的工作时限时对电路进行隔离。线圈天线104、IC芯片200和无效机构110被设置在衬底102上。
IC芯片200是集成有通信电路和用于存储各种数据的存储器的薄芯片，所述通信电路参与各种到外部读取器/写入器或从外部读取器/写入器的数据传输。可用于此的线圈天线104可以是，例如通过在入口(inlet)衬底上使用导电糊剂的图案印刷来形成，或通过刻蚀形成，该入口衬底由纸或聚酰亚胺构成。
RFID标签被配置为允许不接触读取器/写入器而发射电波，由此基于电磁感应原理在线圈天线104中产生电动势，并由此使用该电动势激活连接到线圈天线104的IC芯片200，从而基于该电波通信能够对各种数据进行写和读操作。上述说明描述了使用线圈天线的示例性情况，以及在电功率和数据的传送中利用的电磁感应。但是，除了上述方法之外有各种方法，如使用与将使用的频率波长相匹配的共振器作为天线，以及由此使用电波用于传送电功率和数据。
图2示出了IC芯片200的内部结构图。图中示出了集成有未被示出的电容器的电源电路206，以及电容器连同线圈天线104一起形成的共振器电路。当线圈天线104接收特定频率(共振器电路产生共振的频率)的电波时，电容器利用基于相互感应操作而产生的电功率来充电。在整流并稳定之后，电源电路206提供该电功率到CPU 202，以及由此激活IC芯片200。存储器204包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)以及EEPROM(电可擦可编程只读存储器)。在CPU 202的控制之下，存储器204基于接收到的电波的数据通信相应于读出命令而读取所存储的数据，以及对应于接收到的电波的写入命令而写入数据。
下面的段落将进一步详细描述图2所示的IC芯片200的工作。
当线圈天线104接收来自外部的RF信号时，电源电路206的电容器利用基于线圈天线104和外部设备的天线(未示出)之间的互感操作而产生的电功率进行充电。因此，电源电路206整流并稳定该电功率，并将它提供到CPU 202，以由此激活IC芯片200。接下来，IC芯片200的RF电路208仅仅取出解调需要的信号，允许解调电路210重新生成预定信息的数字信号，以及CPU 202将该数字信号写入存储器204中。
对应于接收信号，根据如下所述的过程对从RFID标签100到外部的数据传输进行处理。亦即，当线圈天线104接收来自外部的RF信号时，用电功率对电源电路206的电容器进行充电。电源电路206提供电功率到CPU 202，由此激活IC芯片200，以及允许解调电路210通过RF电路208重新生成初始的数字信号。CPU 202基于该信号发送存储器204中所存储的预定信息。根据该信息，经IC芯片200的调制电路212调制后的二进制数据信号被RF电路208放大，并从线圈天线104发送到外部。
如图2所示，无效机构110设置在线圈天线104和电源电路206之间。无效机构110包括时间开关，该时间开关在被预定的开始单元激活之后达到了预定的操作时限时用于对电路进行隔离。当达到使用时间的预设期限或使用次数时，时间开关使RFID标签100无效，以及执行禁止数据读/写的处理。无效机构110借助于这种时间开关具有时间无效功能。当执行该无效时，由线圈天线104接收的信号被禁止到达电源电路206，由此使RFID标签100丧失了功能。
如上面的背景技术中所述，常规的无效机构可以借助于人的预定操作如激活或加热熔丝来执行该无效。与此相反，本实施例中的无效机构110可以被自动地无效而无需人的协助，由此它可以防止忘记无效。
在此应当注意，无效机构110的设置位置不局限于上述位置，允许采用各种模式的实施例。禁止向RFID标签传送和从RFID标签传送，或仅仅禁止接收，或仅仅禁止发送也都是允许的。如图3所示，将它设置在线圈天线104和调制电路212之间也是允许的。在此情况下，无效的执行禁止了从调制电路212发送信号到线圈天线104。因此，尽管仍然允许接收信号，但是禁止了从RFID标签100向外部发送任何信号。
第二实施例
在该实施例中，将说明无效机构110中包括的示例性时间开关。
(一般结构)
图4示出了作为根据本发明的时间开关例子的固态电解质开关300的一般结构图。该开关利用了在初始状态下在固态电解质膜中形成的导电沟道并随时间而消失的现象。
图4(a)示意地示出了关断状态中的固态电解质开关300的状态图。如图所示，固态电解质开关300具有彼此相对的一对电极302，以及在其间被保持的固态电解质308。在其中一个电极302的内表面上设置离子供给层304。从离子供给层304释放的金属离子306以分布的方式存在于固态电解质308中。在平衡状态下，在电极之间没有电子导电，由此建立了截止状态。
图4(b)示意地示出了导通状态下的固态电解质开关300的状态图。与图4(a)所示的固态电解质开关300的状态相反，当在电极302之间施加预定电压时，固态电解质308中淀积的金属离子由此形成导电沟道310。因此，固态电解质开关300变为导通状态。因为淀积机理是可逆的，因此在已经导通的固态电解质开关300的电极之间施加反向电压就可以使淀积的金属原子迁移到固态电解质中，由此导电沟道300变薄，以致该沟道最终消失，由此固态电解质开关300转变为非导电状态。该开关的使用成功地实现了在无需人为无效的情况下可以自动地无效IC标签。
图5示出了无源型RFID的使用状态的示意图，其中集成了图4所示的固态电解质开关300。首先，通过向固态电解质开关300施加预定的电压，金属原子被允许沉积由此形成导电沟道。然后沿允许施加电源电压的方向，将固态电解质开关300连接到电源，以便在RFID标签的使用状态下关断该导电沟道。
当RFID从外部接收到电波而操作时，导电沟道逐渐地变薄。在此情况下，通过设计和制造固态电解质开关300从而实现了在被使用特定次数之后可以被关断的元件，以便基于适当的选择来获得希望的电压-电流性能。该开关可以通过在与使用过程中相反的方向上经由再生终端施加电压，由此对该开关进行再生，从而在固态电解质膜中重新形成导电沟道，由此使开关返回导通状态。此处的再生终端也用作短路终端，以及可以通过端子之间短路使该无效开关的功能失效。
通过向***部分增加计数器或DC-DC转换器可以进一步提高规定使用次数的精确度，以及可以吸收RFID所需要的电源电压和固态电解质开关300为其操作所需的额定电压之间的差异。另一种可能的结构是，例如使用熔丝，当熔丝被烧断时，允许激活无效开关。
图17示出了这种结构的一个例子的示图。在具有其中连接了熔丝的图示结构中，电流从电源电路流过熔丝。当希望使无效开关有效时，首先从控制电路发送信号以由此激活电流源。从电流源输出的用于烧断熔丝的电流主要地流过熔丝，以便烧断它。对于该电流是直流电的情况，电流根据其电阻率值被分配到熔丝和电解质开关，因此与电解质开关的电阻率值相比将熔丝的电阻率值设置得足够小。对于电流是脉冲的另一示例性情况，电感也是有贡献的，由此熔丝的电感被设置得足够小。在熔丝烧断时，来自电源电路的电流仅仅流过电解质开关，并使无效机构有效。
(组分材料)
下面将说明构成固态电解质开关300的材料的例子。图6示出了固态电解质开关300的特定结构的例子。
该固态电解质开关300包括设置在电路中互相并行隔开预定距离的第一电极(下互连404)和第二电极(上互连414)，以及在电极之间保持的固态电解质膜(固态电解质层406)，以及还具有与固态电解质膜(固态电解质层406)接触的金属离子供给部分(下互连404的上部区域)。下互连404和固态电解质层406的***区被层间绝缘膜408埋置。
在图中，固态电解质层406对应于图4所示的固态电解质308。固态电解质层406引入有从下互连404释放的离子，由此在施加预定电压的条件下，固态电解质层406在其中形成了由离子交联结构构成的导电沟道。在与沟道形成的方向相反的方向中持续地施加电场，同时保持因此形成的导电沟道，逐渐地使沟道宽度变窄，并在经过了预定的时长之后，该沟道消失，并转变成非导电状态。
将允许离子和电子在其中传导的复合导体用作构成该固态电解质层406的材料，以及优选使用金属硫族化物来构成固态电解质层406。金属硫族化物被例示为：
金属硫化物如硫化铜和硫化银；
金属硒化物如硒化铜和硒化银；以及
金属碲化物如碲化铜和碲化银。金属的种类可以是除铜和银之外的那些金属，例如，允许使用PbTe(碲化铅)、SnTe(碲化锡)、GeSe(硒化锗)。
在本实施例中使用金属硫化物，典型地是硫化铜。下互连404由与固态电解质层406中的金属离子相同的金属构成，并起离子供给层的作用。在施加预定电压时，下互连404向固态电解质层406提供金属离子，以及在施加反向电压的条件下，从固态电解质层406朝下互连404侧提供金属离子。
固态电解质层406的厚度设计成具有适当的值，取决于组分材料和操作时限的长度。对于使用硫化铜的情况，固态电解质层406的厚度通常优选被调整为2nm至200nm。
下互连404和上互连414优选使用低电阻率的膜来形成，如由铜、铝等构成。其厚度可以被调整为20nm至1000nm左右。除了上述硫化铜和铜之外，固态电解质层406和互连404的可能的组合包括硫化铬和铬、硫化银和银、硫化钛和钛、硫化钨和钨、硫化镍和镍等。
下互连404的上部区域用作金属离子供给部分。金属离子供给部分优选地提供与构成金属硫族化物的金属相同的金属。
优选使用不易于与固态电解质层406发生化学反应的材料来形成上电极412。这种材料的例子包括钛。除钛之外，也允许使用贵金属如铂、金等，元素周期表中的第VI族金属，如铬、钨、钼等，如钒、铌、钽等的金属、以及它们的氮化物和硅化物等。
(制造方法)
图7示出了图6所示的固态电解质开关300的制造方法的图。首先，如图7(a)所示，通过氧化硅衬底来制造衬底402，以及在其上形成铜膜。铜膜典型地通过使用真空蒸发工艺或溅射工艺来形成。
接下来，通过湿法刻蚀或干法刻蚀法对除了剩下作为下互连404的部分之外的铜膜多余部分进行刻蚀，以便获得互连几何形状，由此获得下互连404。
接下来，如图7(b)所示，形成层间绝缘膜408。例如，通过溅射工艺、CVD工艺等形成氮化硅膜或氧化硅膜作为层间绝缘膜408。在形成层间绝缘膜408之后，通过干法刻蚀或湿法刻蚀工艺有选择地除去层间绝缘膜408，由此形成通孔410。为了缩短信号延迟和减小寄生电容，可以使用典型地具有介电常数3或更小的低k膜作为构成层间绝缘膜408的材料。例如，可以使用MSQ(甲基倍半硅氧烷)、SiOC膜等。层间绝缘膜408的厚度可以是，例如，50至1000nm。
接下来，对通孔410中露出的铜进行硫化。铜的硫化受到包含硫化物的水溶液中的阳极极化的影响。使用铜膜作为阳极，在包含0.05mol/L的硫化钠水溶液中进行该阳极极化。向其施加的电压是0.5V左右，以及通过控制电流调整硫化程度。当铜膜的表面层被硫化至希望的厚度时，停止硫化。例如，当铜膜被硫化至距表面层1nm至100nm的深度时终止该反应。通过硫化变为硫化铜的部分用作固态电解质层406，以及剩下的未被硫化的部分铜用作下互连404。硫化的程度可以通过测量铜膜的导电性来就地监视，这可以控制铜膜的硫化厚度。由上述形成的硫化铜构成的固态电解质层406对应于图4所示的离子供给层304。
在该实施例中，因为构成固态电解质的金属铜被用作构成下互连404的材料，因此离子供给层的制造被省略，而该离子供给层也可以通过淀积与互连无关的金属层或金属硫化物层来形成。
当硫化铜被用作复合导电体时，固态电解质层406的厚度可以约为2nm至200nm。由铜构成的下互连404的厚度可以约为20nm至300nm。
对于下互连404由除铜以外的材料构成的情况，优选设置离子供给层。离子供给层被布置在相对电极之一的内表面上。当由铜构成时，离子供给层的厚度可以约为2nm至50nm。上互连414的厚度可以约为20nm至300nm。
接下来，如图7(c)所示，使用钛形成上电极412。在该实施例中，通过真空蒸发工艺来淀积钛。上电极412的厚度被调整为5nm至30nm。
最终如图6所示，典型地通过溅射工艺在层间绝缘膜408上层叠了构成上互连的铜。接下来，通过在形成上互连的区域外面开口的抗蚀剂掩模进行干法刻蚀来形成上互连414。在该实施例中，上互连414的厚度可以约为20nm至300nm。
下互连404和上互连414可以由除上述的铜以外的任意通常使用的互连材料来构成，其中可以使用铝、金等。
如上所述制造本发明的固态电解质开关元件，其中作为复合导电体的硫化铜适用于形成固态电解质层406。在220℃下，硫化铜显示出从硫化铜(II)转变为更稳定的硫化铜(I)。硫化铜(I)具有1130℃的熔点，具有良好的热稳定性，以及已经证实即使在300℃下被加热1小时之后，其作为固态电解质开关的性能也不改变。
(电性能)
图8示出了参考图4至图7说明的固态电解质开关300的电性能。在固态电解质开关300的两端之间施加的电压如0.2V→0V→-0.18V→-0.23V→0V→0.2V改变时，给出了路径为A→B→C→D的曲线。在点A→B之间，该固态电解质开关300对应于图4(a)所示的状态，其中在该电极之间电流几乎不流动。在B点，将开始形成图4(b)中说明的导电沟道310。当从B点至C点在负方向上增加电压时，沟道被加宽，由此电流显著地增加。在点C→D之间，流过因此形成的沟道的电流与施加电压成比例。在点D→A之间，沟道变得更薄，由此电流等级(量)急剧地减小。
因此通过改变施加电压的等级或极性，固态电解质开关300的两端之间的导电性会随之大大地改变。
(时间无效功能)
在图8中的C点处施加有电压的固态电解质开关300导致了如图4(b)所示的导电沟道的形成。在该状态下与电源的断开允许导电沟道保持不变。如果在此状态下使用RFID标签100，当图8中的C点被施加有反向电压时，导电沟道逐渐地变窄，以及在经过了预定的时长之后或在使用了预定次数之后便消失。图9示出了固态电解质开关300的内电阻随时间而改变的图形。电阻率值几乎保持恒定直到到达预定时间t，但是超出时间t，电阻率阶梯式增加，以及当到达时间t′时，急速地增加，不再允许电流流过固态电解质开关300。时间t′取决于固态电解质开关300的内部结构，更具体地说，取决于固态电解质层406的组分材料、厚度、离子浓度等。通过调整这些参数，提供了这样的元件，该元件在到达预定的使用时长之后不再导电并具有使RFID标签失效的功能。
根据该实施例，可以实现这样的ID标签，该ID标签可以无需人为无效即可自动地无效以及可以保护存储在其中的秘密信息。
第三实施例
本实施例示出由金属或半导体构成的窄金属线应用于时间无效开关的例子，该金属或半导体通过氧化可以变为绝缘材料。图10是本实施例的RFID标签的示意图。
RFID标签100具有包括天线(线圈天线104)和IC芯片200的电路，以及对电路进行隔离的无效单元(时间开关112)。当在ID标签开始使用之后达到预定的工作时限时，该无效单元(时间开关112)对电路进行隔离。线圈天线104、IC芯片200和无效机构110被设置在衬底102上。
IC芯片200是集成有通信电路和存储各种数据的存储器的薄芯片，该通信电路参与向外部读取器/写入器或从外部读取器/写入器的各种数据传输。可在此使用的线圈天线104可以是，例如通过在入口衬底上使用导电糊剂的图案印刷来形成，或通过刻蚀形成，该入口衬底由纸或聚酰亚胺构成。
该时间开关112使用窄金属线作为时间开关。窄金属线随时间被氧化，并在到达预定时点之后，其整个部分变为绝缘材料并且不再导电。基于窄金属线的组分材料、厚度、长度等来确定使其变为不再导电所需要的时间长度。
图11示出了图10所示的时间开关112的示例性特定结构。在此所示的结构包括由窄部分502(窄金属线)和宽部分504构成的金属线501、保护膜506以及在其上层叠的密封材料508。
在窄部分502和与其相邻的部分宽部分504之上使保护膜506开口，以及该开口部分用密封材料508密封。由金属线501、保护膜506和密封材料508形成的空间填有惰性气体。在设有时间开关112的RFID标签的开始使用时，密封材料508被剥离，以便允许窄部分502的表面暴露于空气(图12)。然后窄部分502被大气中的氧气氧化，并且随着氧化的继续，窄部分502中的导电路径逐渐地变窄。当经过了预定的时长时，导电路径的剖面区域急剧地变窄，并变为不再导电。此时，如图10所示，从线圈天线104向IC芯片200的信号发送被禁止，并且RFID标签100的功能被无效。
窄部分502(窄金属线)的宽度典型地可以被调整为0.5nm至1μm，以及优选1至500nm。这种调整优选地实现了通过氧化随时间转变成不导电的开关。形成窄部分502(窄金属线)的方法可以根据所要使用的金属材料来适当地选择。对于使用铜的示例性情况，可以通过干法刻蚀或通过硅半导体工艺中通常采用的金属镶嵌(大马士革)工艺来形成窄部分502。对于使用铝或其合金的其他示例性情况，可以通过如干法刻蚀的工艺来形成它。
时间开关112也可以被配置为具有宽度彼此不同的多个窄金属线。图13是具有多个这种窄金属线的时间开关112的示意图。时间开关112具有宽度彼此不同的窄金属线(窄部分502a、窄部分502b和窄部分503a)。每个窄金属线用各自的密封材料独立地密封，以便任何一个密封材料的除去都会触发窄金属线的氧化并允许时间无效功能的激活。该结构可以按用户的希望来调整被无效之前所经历的时间。因此，单个RFID标签可以适合于各种应用。
第四实施例
本实施例将说明具有由易于引起电迁移的两个窄金属线形成的窄间隙的情况，以及使用该窄间隙作为时间开关。
图14是本实施例的RFID标签的示意图。RFID标签100具有包括天线(线圈天线104)和IC芯片200的电路，以及对电路进行隔离的无效单元(无效机构114)。无效单元(无效机构114)包括时间开关，当在ID标签开始使用之后达到预定的工作时限时，该时间开关对电路进行隔离。线圈天线104、IC芯片200和无效机构114被设置在衬底102上。IC芯片200是集成有通信电路和存储各种数据的存储器的薄芯片，该通信电路参与向外部读取器/写入器或从外部读取器/写入器的各种数据传输。可在此使用的线圈天线104可以是，例如通过在入口衬底上使用导电糊剂的图案印刷来形成，或通过刻蚀形成，该入口衬底由纸或聚酰亚胺构成。
无效机构114使用由两条窄金属线形成的窄间隙作为时间开关。当到达预定时点时，通过将间隙部分转变为导电的而使ID标签无效。
图15示出了图14所示的无效机构114的示例性特定结构。在此所示的无效机构114具有包括第一互连604、第二互连606以及在其间保持的间隙608的结构，该结构被设置在衬底602上。如图14所示，第一互连604和第二互连606的左端连接到线圈天线104。另一方面，如图14所示，第一互连604和第二互连606的右端连接到IC芯片200。当IC芯片200从外部接收信号时，预定的电流等级在图15中从左到右流过第一互连604和第二互连606。因为第一互连604和第二互连606由易于引起电迁移的金属材料构成，因此电流的持续流动允许第一互连604和600的构成金属朝着间隙608的方向迁移，由此间隙608逐渐地增加导电性。在到达标签的预定使用次数之后，间隙608转变为导电的并使第一互连604和第二互连606短路。RFID标签的功能因此被无效。
第一互连604和第二互连606优选使用容易引起电迁移的相同金属材料来配置。示例性的金属材料包括银、铝等。衬底602和间隙608使用绝缘材料配置。例如，优选使用单晶硅、玻璃等。调整第一互连604和第二互连606之间的距离，以使得通过迁移的金属材料可以在其间形成电流路径。它被调整为，例如1nm或以上和100nm或以下。在平行方向中互连之间的距离典型地可以被调整为100nm或以上和100μrn或以下。该方法通常保证一个月至10年的工作时限。该时限可基于构成互连的材料、间隙的设计尺寸、材料的种类、大气气体的种类等等来调整。
第五实施例
除如上述实施例所述的基于暴露于空气的机构之外，使用窄金属线的时间开关也可以采用使用在某一空间中布置的氧化剂并允许其进行有效氧化的机构。本实施例涉及通过这种氧化剂的氧化使窄金属线变为不导电的机构。
图16示出了该无效机构的示例性结构，包括使用氧化剂的时间开关。衬底710具有在其表面形成的凹陷，以及配置了密封材料708，以便覆盖该凹陷。在凹陷中的预定位置处密封材料708与衬底710融合，由此形成密封部分704。由密封材料708和衬底710形成的第一室712和第二室714分别设有无效开关702和氧化剂706。第一室712的内部空间填有惰性气体如氮气、氩气等。在此采用的无效开关702是第三实施例中所述的窄金属线。
氧化剂706优选是固体氧化剂，其中其例子包括无机过氧化物，如过氧化钾、过氧化钠、过氧化钙、过氧化镁和过氧化钡；以及高氯酸盐如高氯酸钾、高氯酸钠和高氯酸铵。
在此所示的结构示出ID标签的预使用状态，其中在开始使用时，通过从衬底710切除密封部分704从而激活该时间开关。在预使用状态下，为第二室714侧面上的密封材料708提供凸面部分718，并设计成通过按压它使密封部分704断开。一旦密封部分704与衬底710分离，则第一室712和第二室714被连通，无效开关702被暴露于可归属于氧化剂706的氧化气体(在此情况下，为氧气)中。这允许进行窄金属线的氧化，在经过了预定的时长之后使之不再导电，由此ID标签被无效。
本实施例允许任意设置使用的开始时间，由此使之可以实现适合于各种应用的ID标签。也使其可以通过适当地调整706的使用量和种类，或调整由第一室712和第二室714所形成的空间的体积来调整无效之前的时长。
上面参考附图描述的本发明的各实施例，允许采用除上面描述的结构之外的各种结构。
例如，向***部分增加计数器或DC-DC转换器，使之可以提高规定使用次数的精确度，或者吸收由RFID所需的电源电压和固态电解质开关300的操作所需的电压之间的差异。也允许配置标签具有熔丝，以便通过烧断该熔丝来激活该无效开关。
在使用窄金属线的实施例中，窄金属线可以具有适当地粘结在其表面的抗氧化剂。该结构可以抑制窄金属线的氧化和延长ID标签的使用寿命。调整粘结量也使之可以精确地控制使用寿命。根据构成窄金属线的材料来适当地选择抗氧化剂，其中对于使用铜的情况优选使用苯并***及其衍生物。
上述各个实施例可以配置为具有多个时间开关。这些时间开关的操作时限可以互相不同，以及进一步可以配置为借助于开始单元可以激活任意的时间开关。
在上述实施例中，时间开关可以在其两端设有一对短路端子。上面的图5所示的“再生端子”是这种短路端子的例子。图5所示的再生端子也具有短路端子的功能，其中端子之间短路也可以使该无效开关的功能失效。
[例子]
例1
下面将示出RFID时间无效开关的第一例子。图18示出了该例子的RFID时间无效开关1结构的平面图。该RFID时间无效开关1在衬底10上具有用作RFID时间无效开关的两个端子的第一互连11和第二互连12、布置在第一互连11和第二互连12之间的固态电解质膜13，以及邻近于固态电解质膜13布置的离子供给电极14。
(各个组件的结构)
下面将详细描述构成RFID时间无效开关1的各个组件。
在其上形成RFID时间无效开关1的衬底10优选由至少其表面部分是绝缘材料的材料构成。例如，优选塑料衬底或用绝缘膜覆盖的硅衬底，如氧化硅膜衬底。
第一互连11和第二互连12优选由不易于以离子形式溶入固态电解质膜13中的材料构成，如金、钛、铝或钨。在该例子中，第一互连11和第二互连12的厚度被调整为100nm，厚度的可用范围不限于该值。但是，应当注意优选保证10nm或以上的厚度，作为允许制造具有低互连电阻和台阶上没有断开的所希望电极的厚度。
在该例子中，第一互连11和第二互连12之间的距离被调整为200μm，距离的可用范围不限于该值。但是，应当注意，从成本的观点来看，优选距离是200nm或以上，这被认为是通过光刻技术可获得的距离。
构成固态电解质膜13的材料优选是至少由多种元素构成的固态电解质。该材料也可以是，例如，允许以离子形式溶入固态电解质膜13中的离子供给电极14的构成元素，并同时保持其固体状态，以及在这样的溶解状态下作为固态电解质。也允许使用允许至少一种元素以离子形式迁移通过固态电解质膜13的材料，因此使其可以改变材料的构成元素的组成比率，以及对应于组分比率的改变可以改变材料的导电性。例如，可以使用易于引起金属离子的迁移的这种材料，如包含铜和银的硫族化物材料，例如硫化铜和硫化银，以及这些材料的混合物。
该例子中固态电解质膜13的厚度被调整为40nm，厚度的可用范围不限于该值，以及可以进行选择以使得导电时和隔离时的电阻率值满足设计值。但是，应当注意优选厚度是20nm或以上，这被认为是不会由于表面氧化等等的影响而引起固态电解质材料退化的厚度，以及对于向该薄膜赋予固态电解质的主体级别(bulk-level)特性来说是足够的。
离子供给电极14优选由能以离子形式溶解在固态电解质薄膜13中的材料构成。构成离子供给电极14的材料可以是由与固态电解质膜13的组成元素相同的金属元素构成的简单金属，或可以是包含该金属的合金。离子供给电极14优选是提供与构成固态电解质膜13的金属相同的金属种类。对于固态电解质膜13由金属硫族化物构成的情况，离子提供电极14优选是提供构成金属硫族化物的金属。更具体地说，对于固态电解质膜13是由硫化铜构成的情况，离子供给电极14优选由含铜金属构成。对于固态电解质膜13由硫化银构成的情况，离子供给电极14优选由含银金属构成。
该例子中的离子供给电极14的厚度被调整为50nm，厚度的可应用范围不限于该值。但是，应当注意优选厚度是20nm或以上，这被认为对于提供离子是足够的。
上面配置的时间无效开关1可以通过简单的光刻技术来制造，不需要任何复杂的电路，以便可以以低成本在ID标签上制造该时间无效开关。
(工作原理)
图19是说明上述时间无效开关1的工作原理的示图。比较地示出了装配时的时间无效开关4和时间流逝之后的RFID时间无效开关4′。时间无效开关1的基本工作原理是基于构成固态电解质膜13的硫化铜中的铜离子扩散，以及与铜组分的改变相伴的电阻率的变化。化学计量的硫化铜公知具有铜∶硫＝2∶1的铜组分，其中由通常公知的方法形成的单硫化铜膜导致形成了大量的铜缺失，给出铜∶硫＝2-x∶1，x近似为0.02至0.2。因为硫化铜是显示p-型导电性的半导体，因此铜缺失用作受体，以及提供空穴载运电流。因此硫化铜的导电性随铜缺失的增加而减小。换句话说，当淀积时，单硫化铜膜具有低导电率。因此第一互连41和第二互连42之间的电阻较低，因此装配时的时间无效开关4保持低电阻率的导电状态。另一方面，当铜电极44接触到具有铜缺失的硫化铜43时，通过离子化从铜电极44释放的铜离子45扩散到硫化铜43中，直到获得铜∶硫＝2∶1的组分。这是表示了硫化铜和铜之间接触的***达到平衡的化学反应。硫化铜和铜之间接触的***的最终平衡状态是具有铜∶硫＝2∶1组分的硫化铜43′。当铜扩散随时间从具有在其中形成的大量铜缺失的状态朝着平衡的方向发展时，能用作受体的铜缺失的数目减小，由此由于能载运电流的空穴减少，电阻增加了。因此，在时间流逝之后第一互连41′和第二互连42′之间的电阻增加，从而本发明的RFID时间无效开关4′转变为具有高电阻率的非导电态。
从上述对工作原理的说明可以理解，在本发明的时间无效开关1中，向单个电极施加适当电压可以控制硫化铜膜13的铜组分。图20是说明该技术的图。比较地示出了通过施加电压复位之后的RFID时间无效开关5′和使用之后的时间无效开关5，即处于非导电状态中的时间无效开关5。例如，通过使离子供给电极54接地和通过将第一互连51和第二互连52固定在相同的正电位，具有铜∶硫＝2∶1的组分的硫化铜膜53中的铜离子55朝着离子供给电极54的方向扩散，并返回离子供给电极54。在复位之后的状态下，硫化铜膜53′的铜组分恢复到铜∶硫＝2-x∶1，并且硫化铜膜53′的电阻再次减小。利用该现象。硫化铜膜53可以恢复到初始状态(具有铜∶硫＝2-x∶1的铜组分)，从而通过复位以便使对本发明的时间无效开关1进行再循环利用或初始化成为可能。
(实验)
图21是在氧化硅膜衬底20上制造的开关结构的示意图，用于示出该实验的时间无效开关1的工作。第一互连组21和第二互连组22由钛构成，以及第一互连组21和第二互连组22间隔0.2mm。硫化铜用作固态电解质膜23，以及铜用于离子供给电极24。第一互连组21或第二互连组22与离子供给电极24之间的距离d从0.3mm至6.4mm变化。
图22示出了在形成离子供给电极24之后第一互连组21和第二互连组22之间的电阻随着时间流逝而变化的曲线。横坐标31表示第一互连组21或第二互连组22和离子供给电极24之间的距离d，而纵坐标32表示第一互连组21和第二互连组22之间的电阻。图的右边所示的数字表示经过的时间。例如，“817h00m”意味着817小时和0分钟。
由图22所示的结果可以获知，在距离d的任一点，第一互连组21和第二互连组22之间的电阻随时间而增加。还可以获知，距离d越大就需要越长时间来增加电阻。更具体地说，在d＝6.4mm的点，最初阶段是300Ω的电阻增加到高达1MQ左右是在360小时之后。换句话说，可以理解，表示初始阶段导电状态的第一互连组21和第二互连组22之间的电阻在360小时(＝15天)过去之后，逐步变为非导电状态。亦即，示出了在过去预定时间之后时间开关的工作从导电状态逐步变为非导电状态。
使用该时间开关，可以配置如下所述的ID标签。例如，允许布置时间开关的第一互连组21和第二互连组22，使其***电源电路的互连中。在上述实施例中的ID标签中，该例子的时间开关应用于图1所示的ID标签的无效机构110，或应用于图10所示的ID标签的时间开关112。
在其最初阶段，该例子的时间开关保持导通，以便通过互连导电而使标签有效。在经过预定的时长之后，互连逐步变为非导电状态，从而自动地中断电源，由此禁止或无效了标签。如果第一互连组21和第二互连组22被布置为将电源电路的互连短路，则由于短路，该ID标签也可以被配置为在其最初阶段禁止电源，但是在经过了预定时长之后，仅仅在第一互连组21和第二互连组22之间的路径逐步变为非导电状态之后，标签就变为有效。由图22所示的结果也明显看出，从导电逐步变为非导电阶段所需的时长可以通过改变第一互连组21或第二互连组22与离子供给电极24之间的距离d来控制。
(关断之前的时长控制)
该时间无效开关1工作是基于从离子供给电极14朝着第一互连11和第二互连12方向的离子扩散。因此关断开关所需的时间段可以通过在时间无效开关1的固态电解质13中从离子供给电极14延伸到第一互连11和第二互连12的离子导电区的形状来控制。鉴于在关断该开关之前延长了时长，图23示出了一种可能的结构。示出了两种类型的时间无效开关6′和时间无效开关6″，它们是通过修改具有常规元件尺寸的时间无效开关6中的离子导电区66的形状而获得的。时间无效开关6′具有在其中布置的离子导电区66′，该离子导电区66′从时间无效开关6中的离子导电区66延伸，铜离子的扩散需要花费较长的时间，由此在第一互连61′和第二互连62′之间获取固态电解质67′的铜∶硫＝2∶1的铜组分的时长被延长了。另一方面，与时间无效开关6中的离子导电区66相比较，采用将如时间无效开关6″中所示的离子导电区66″减窄的技术也是有效的。这是因为，在减窄离子导电区66″的情形下，在时间过去之后，与具有更宽的离子导电区66的时间无效开关6相比较，到达第一互连61″和第二互连62″的离子总量相对减小，以致在第一互连61″和第二互连62″之间为获取固态电解质67″的铜∶硫＝2∶1的铜组分的时长可以被延长。如上述说明，关断本发明的时间无效开关1之前的时长可以基于从(i)第一和第二互连之间的部分延伸到(ii)离子供给层的区域(离子导电区)的形状来控制。该ID标签也可以配置为具有多个开关，由此调整关断之前的时长。
例2
在赋予时间无效开关附加值中，不同特性的各种固态电解质膜的使用是成功的。
通常，在一定的活化能级下，物质的扩散继续进行。该活化能的变化很大程度上取决于何种物质在何种扩散介质中扩散。假定活化能为Ea，扩散系数D，则可以表示为：
D＝D0exp(-Ea/kT)
其中D0是常量，k是玻耳兹曼常数，以及T是温度。由该公式明显看出扩散对温度非常敏感。扩散长度L在该例子的时间无效开关中是重要的参数，表示为：
L＝(Dt)1/2(t是允许进行扩散的时间)，表明活化能Ea和温度T是决定时间无效开关的工作时限的参数。
图24示出了涉及作为温度T的反函数(横坐标71)的不同活化能Ea、Ea′(Ea＜Ea′)的两个扩散系数D、D′的对数(纵坐标72)曲线。示出了由于不同的活化能Ea、Ea′(Ea＜Ea′)而具有不同斜率的直线73、74。在图中所示的X点处，或在温度Tx下，两个扩散系数表示为D＝D′。可以知道在Tx的较低温度侧上，或进一步在右侧上，D更大，而在更高的温度一侧上，或进一步在左侧上，D′越大。基于该原理，可以形成对温度变化敏感的时间无效开关。
图25示出了具有不同活化能Ea、Ea′(Ea＜Ea′)的两种类型的固态电解质的时间无效开关8的结构图，其中该固态电解质作为离子导电区。图25示出了时间无效开关8在衬底80上具有，用作时间无效开关8的两个端子的第一互连81和第二互连82；分别邻近于第一互连81和第二互连82布置的两种类型的固态电解质膜83，83′，其具有不同的活化能Ea、Ea′(Ea＜Ea′)；连接固态电解质膜83和固态电解质膜83′的第三互连88；以及邻近于电解质膜83、83′布置的公共离子供给电极84。换句话说，该时间无效开关8包括：
在基体上设置的、互相隔开的第一和第二固态电解质膜(83，83′)；
被设置为与第一固态电解质膜接触的第一导体(第一互连81)；
被设置为与第一和第二固态电解质膜接触的第二导体(第三互连88)；
被设置为与第二固态电解质膜接触的第三导体(第二互连82)；以及
被设置为与第一和第二固态电解质膜接触的金属离子供给部分(离子供给电极84)，其与第一、第二和第三导体间隔开。
第一和第二固态电解质膜(83，83′)分别由不同的材料构成。第一和第二导体(第一互连81、第三互连88)以及第二和第三导体(第三互连88、第二互连82)分别被设置为互相间隔开预定距离。
在具有包括天线和IC芯片的电路的ID标签中，时间无效开关8被设置在该电路中，以及当达到预定的工作时限时，该时间无效开关用作对电路进行隔离的时间开关。第一和第三导体(第一互连81和第二互连82)分别被连接到该电路。
在其上形成时间无效开关1的衬底80优选由至少其表面部分是绝缘材料的材料构成，优选使用塑料衬底或氧化硅膜衬底。第一互连81、第二互连82和第三互连88优选由不易于以离子形式溶入固态电解质膜83、83′中的材料如金、钛、铝和钨构成。第一互连81、第二互连82和第三互连88的厚度典型地可以是10nm或以上。第一互连81和第三互连88之间的距离以及第二互连82和第三互连88之间的距离典型地可以是200nm或以上。固态电解质膜83、83′优选由含铜或银的硫族化物材料构成，如硫化铜或硫化银。例如固态电解质膜83、83′的厚度优选是20nm或以上。另一方面，离子供给电极84优选由能以离子形式溶入固态电解质膜83、83′中的材料构成。
该离子供给电极14优选是诸如提供与构成固态电解质膜13的金属相同种类的金属。对于固态电解质膜13由金属硫族化物构成的情况，离子供给电极14优选是诸如提供构成金属硫族化物的金属。更具体地说，对于固态电解质膜13由硫化铜构成的情况，离子供给电极14优选由含铜金属构成。对于固态电解质膜13由硫化银构成的情况，离子供给电极14优选由含银金属构成。
离子供给电极84的厚度典型地可以是20nm或以上。据此配置的时间无效开关1可以通过简单的光刻技术来制造，而无需任何复杂的电路，由此可以以低成本在RFID上制造该时间无效开关。
在正常的使用温度下，图25所示的时间无效开关8与图18所示的时间无效开关1的工作相同。更具体地说，由于由离子供给电极84产生的离子扩散，穿过离子导电区86，其结果导致互连81和第三互连88之间的电阻增加，由此在用作时间无效开关8的两个端子的第一互连81和第二互连82之间产生断路状态。另一方面，在经历了高于正常使用温度的温度环境的该例子的时间无效开关8中，由离子供给电极84产生的离子以大于普通离子导电区86中的速度通过离子导电区86′扩散。因此，第二互连82和第三互连88之间的电阻增加，从而在比通常情况下更短的周期内，用作时间无效开关8的两个端子的第一互连81和第二互连82之间产生断路状态。
通过使用该时间无效开关8，在其温度历史中，在比正常使用温度更高的温度条件下已经经历了一定周期或更长的ID标签，与在正常温度条件下关断的情况相比可以在更短的周期内关断。其相反的使用也可以配置ID标签，从而当该ID标签已经在比正常使用温度更低的温度条件下经历了一定周期或较长周期时，与在正常温度条件下关断的情况相比，可以在更短的周期内关断。尽管在该例子中两个固态电解质膜被集成在一个衬底上，但是当然也允许将它们制造在分开的衬底上。该集成以尺寸缩小的方式是有利的，以及在分开衬底上的制造对于提高成品率方面是有利的。连接的方法不仅局限于串联连接，其中并联连接和独立使用也是允许的。在并联使用中，作为整体的开关关断时间由允许通过其缓慢扩散的电解质膜来确定。
在时间开关的独立使用中，可以独立地确定温度历史中的平均温度和平均流逝时间，典型地通过测量单个开关的电阻率值的增加来确定。
如上所述，通过对使用具有不同的活化能的多个电解质膜的时间开关进行配置，还可以检测在ID标签已经经历的温度史中是否发生任何异常，以及知道对食物等的温度控制的历史。
已经描述了用于本发明的ID标签的时间无效开关的例子。本发明中阐明的时间无效开关的应用范围不局限于ID标签，其可作为时间无效开关应用于任何其他可能的领域。借助其原理该开关可以被精确地关断，而无需任何复杂的电路。基于离子导电区的形状，也很容易控制在被关断之前的时间。本发明的无效开关也可被重复利用。因此通过重复利用可以最小化用于制造本发明的时间无效开关的成本，并且在具有很大需求增长前景的ID标签市场中，本发明的制造成本也是有利的因素。使用离子导电特性不同的两种或多种固态电解质还可以形成具有附加价值(诸如监视高温历史)的时间无效开关。

Claims (19)

1.一种ID标签，包括电路和对所述电路进行隔离的无效单元，该电路包括天线和IC芯片；
其中所述无效单元包括时间开关，其中所述时间开关的导电性随运行时间而改变，并且所述时间开关在ID标签开始使用之后达到预定的工作时限时对所述电路进行隔离。
2.根据权利要求1所述的ID标签，
其中所述时间开关包括激活所述时间开关的开始单元，以及
所述时间开关被配置为，当所述时间开关被所述开始单元激活之后达到预定的工作时限时，对所述电路进行隔离。
3.根据权利要求1所述的ID标签，
其中所述时间开关设置在所述电路中，以及将其配置为当达到预定的工作时限时，被从内部地由导电状态切换为非导电状态，以便对所述电路进行隔离。
4.根据权利要求1所述的ID标签，
其中所述时间开关是包括以下元件的开关元件：
在所述电路中彼此平行地间隔开预定距离设置的第一电极和第二电极；以及
在这些电极之间保持的固态电解质膜，
具有被设置为与所述固态电解质膜接触的金属离子供给部分。
5.根据权利要求4所述的ID标签，
其中所述固态电解质膜由金属硫族化物构成。
6.根据权利要求5所述的ID标签，
其中所述金属离子供给部分提供与构成所述金属硫族化物的金属相同的金属。
7.根据权利要求4所述的ID标签，
其中将在所述固态电解质膜中形成导电沟道的一对端子连接到所述第一和第二电极。
8.根据权利要求1所述的ID标签，
其中所述时间开关包括：
设置在基体上的固态电解质膜；
设置为与所述固态电解质膜接触的第一导体；
设置为与所述固态电解质膜接触并与所述第一导体间隔开预定距离的第二导体；以及
设置为与所述固态电解质膜接触并与所述第一和第二导体间隔开的金属离子供给部分，
所述第一和第二导体独立地连接到所述电路。
9.根据权利要求8所述的ID标签，
其中所述固态电解质膜被配置为在其初始状态下显示P-型导电性，以及
通过从所述金属离子供给部分提供的金属，在使用之后显示出绝缘性能。
10.根据权利要求8所述的ID标签，
其中所述固态电解质膜由金属硫族化物构成。
11.根据权利要求10所述的ID标签，
其中所述金属离子供给部分提供与构成所述金属硫族化物的金属相同的金属。
12.根据权利要求11所述的ID标签，
其中所述金属硫族化物包含比化学计量组成少的金属量。
13.根据权利要求12所述的ID标签，
其中所述金属硫族化物是包含比化学计量组成少的金属量的金属硫化物。
14.根据权利要求1所述的ID标签，
其中所述时间开关包括：
在基体上被设置为彼此间隔的第一和第二固态电解质膜；
被设置与所述第一固态电解质膜接触的第一导体；
被设置为与所述第一和第二固态电解质膜接触的第二导体；
被设置为与所述第二固态电解质膜接触的第三导体；以及
被设置为与所述第一和第二固态电解质膜接触的金属离子供给部分，其与所述第一、第二和第三导体间隔开，
所述第一和第二固态电解质膜分别由不同的材料构成，以及
所述第一和第二导体，以及所述第二和第三导体分别被设置为彼此间隔开预定的距离，以及
所述第一和第三导体分别连接到所述电路。
15.根据权利要求1所述的ID标签，
其中所述时间开关包括在所述电路中设置的窄导线，容纳所述窄导线的气密室，以及开始单元，所述开始单元破环所述气密室的气密性，以由此将空气或氧化气体引入到所述气密室中，
所述时间开关被配置为允许窄导线被氧化，以便当所述时间开关被所述开始单元激活之后达到预定的工作时限时，对所述电路进行隔离。
16.根据权利要求15所述的ID标签，
还包括氧化剂室，该氧化剂室包括氧化剂，以及
被配置为当实现所述开始单元的功能时，所述氧化剂室和所述气密室被连通。
17.根据权利要求1所述的ID标签，
其中所述时间开关包括：
设置在所述电路中彼此平行地间隔开预定距离的第一金属互连和第二金属互连；以及
在所述第一和第二金属互连之间布置的间隙部分，
所述时间开关被配置为允许所述间隙部分转变成导电状态，以便当到达预定的工作时限时，使所述第一和第二金属互连短路，由此对所述电路进行隔离。
18.根据权利要求2所述的ID标签，
具有不同工作时限的多个所述时间开关，以及被配置为允许所述开始单元激活任意的时间开关。
19.根据权利要求1所述的ID标签，
还包括在所述时间开关两端上的一对短路端子。
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