半導体装置
【課題】製造時以外にデータの書き込みが可能であり、書き換えによる偽造を防止可能な半導体装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、単純な構造の有機メモリから構成される安価な半導体装置の提供を課題とする。
【解決手段】有機化合物層を有する有機素子にトランジスタを並列または直列に接続したメモリセルを構成し、そのメモリセルを直列または並列に接続することによって、ＮＡＮＤ型メモリまたはＮＯＲ型メモリを構成する。
前記有機素子は電流または電圧の印加、光の照射などで不可逆的にその電気特性を変化さ
せることができる。
【解決手段】有機化合物層を有する有機素子にトランジスタを並列または直列に接続したメモリセルを構成し、そのメモリセルを直列または並列に接続することによって、ＮＡＮＤ型メモリまたはＮＯＲ型メモリを構成する。
前記有機素子は電流または電圧の印加、光の照射などで不可逆的にその電気特性を変化さ
せることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機素子を有する半導体装置に関する。特に、有機素子を用いたメモリ回路
を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ技術の発展や、画像認識技術の向上によって、バーコードなどの媒体を用
いた情報認識が広く普及し、商品データの認識などに用いられている。今後はさらに多量
の情報認識が実施されると予想される。その一方、バーコードによる情報読み取りなどで
はバーコードリーダーがバーコードとの接触を必要とする、またバーコードに記録される
情報量があまり多くできないという欠点があり、非接触の情報認識および媒体の記憶容量
増大が望まれている。
【０００３】
このような要望から、近年ＩＣを用いたＩＤチップが開発されている。ＩＤチップとは
ＩＣチップ内のメモリ回路に必要な情報を記憶し、非接触手段、一般的には無線手段を用
いて内部の情報を読み取るものである。このようなＩＤチップの実用化によって、商品流
通などの簡素化、低コスト化、高いセキュリティの確保が可能になるものと期待されてい
る。
【０００４】
ＩＤチップを用いた個体認証システムの概要について図４を用いて説明する。図４はバ
ッグの個体情報を非接触で得ることを目的とした固体認証システムの概要を示す図である
。特定の固体情報を記憶したＩＤチップ４０１はバッグ４０４に貼り付けられている、も
しくは埋め込まれている。このＩＤチップに対して質問器（リーダライタともいう）４０
３のアンテナユニット４０２より電磁波が発信される。その電磁波を受けるとＩＤチップ
４０１はそのＩＤチップが持っている個体情報をアンテナユニット４０２に対して送り返
す。アンテナユニット４０２は送り返された個体情報を質問器に送り、質問器は個体情報
の判別をおこなう。このようにして、バッグ４０４の情報を質問器は得ることが可能にな
る。また、このシステムを用いることによって物流管理、集計、偽造品の除去などが可能
になる。
【０００５】
このようなＩＤチップの技術としては例えば図２に示すようなものがある。ＩＤチップ
に用いる半導体装置２００はアンテナ回路２０１、整流回路２０２、安定化電源回路２０
３、アンプ２０８、復調回路２１３、論理回路２０９、メモリコントロール回路２１２、
メモリ回路２１１、論理回路２０７、アンプ２０６、変調回路２０５によって構成される
。また、アンテナ回路２０１はアンテナコイル３０１、同調容量３０２によって構成され
る（図３（Ａ））。また、整流回路２０２はダイオード３０３、３０４、平滑容量３０５
によって構成される（図３（Ｂ））。アンテナ回路２０１以外を信号処理回路２１４と称
する。
【０００６】
このようなＩＤチップの動作を以下に説明する。アンテナ回路２０１で受信した交流信
号はダイオード３０３、３０４によって半波整流され、平滑容量３０５によって平滑され
る。この平滑された電圧は多数のリップルを含んでいるため、安定化電源回路２０３で安
定化され、安定化された後の電圧を復調回路２１３、アンプ２０６、論理回路２０７、ア
ンプ２０８、論理回路２０９、メモリ回路２１１、メモリコントロール回路２１２に供給
する。一方、アンテナ回路２０１で受信された信号はアンプ２０８を介して、クロック信
号として、論理回路２０９に入力される。また、アンテナから入力された信号は復調回路
２１３で復調され、データとして論理回路２０９に入力される。
【０００７】
論理回路２０９において、入力されたデータはデコードされる。質問器がデータを変形
ミラー符号、ＮＲＺ−Ｌ符号などでエンコードして送信するため、それを論理回路２０９
はデコードする。デコードされたデータは、メモリコントロール回路２１２に送られ、そ
れに従いメモリ回路２１１に記憶された記憶データが読み出される。メモリ回路２１１は
電源が切れても保持できる不揮発性メモリ回路である必要があり、マスクＲＯＭやＥＥＰ
ＲＯＭ、フラッシュメモリなどが使用される。記憶される内容は、例えば１６バイトのデ
ータ（図１２参照）であり、ＩＤチップの系列を示すファミリーコード４バイト、アプリ
ケーションコード４バイト、使用者が設定するユーザーコード４バイトが２種類となって
いる。
【０００８】
送受信される信号は、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨ
ｚなどがあり、それぞれＩＳＯ規格などが設定される。また、送受信の際の変調・復調方
式も規格化されている。このようなＩＤチップの例として例えば特許文献１などがある。
【０００９】
また、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリはフローティングゲートというようなゲートを
重ねたトランジスタ構成をとっている。フローティングゲートを薄膜トランジスタ（以下
ＴＦＴ）に用いると、図６に示す様に、フローティングゲートトランジスタは基板６０１
、下地膜６０２、活性層６０３、第１のゲート絶縁膜６０４、フローティングゲート６０
５、第２のゲート絶縁膜６０６、コントロールゲート６０７、層間膜６０８、ソース電極
６０９、ドレイン電極６１０より構成されている。
【００１０】
フラッシュメモリは図５に示す様にフローティングゲートトランジスタを直列に接続し
たような構成をとっている。図５において、フラッシュメモリはフローティングゲートト
ランジスタ５０１〜５１２、スイッチ５１３〜５１８、電流源５１９〜５２１、電圧源５
２２、電源端子５２３〜５２７、信号線５２８〜５３１、センスアンプ５３２〜５３４に
よって構成される。データを書き込む時には電圧源５２２よりスイッチ５１３、５１５、
５１７を介して、フローティングゲートトランジスタに電圧を印加する。さらに信号線５
２８〜５３１を制御して、トランジスタを選択することができる。
【００１１】
読み出し時には、スイッチ５１４、５１６、５１８を介して電流源５１９〜５２１より
電流をフローティングゲートトランジスタに印加する。そのときの電位をセンスアンプ５
３２〜５３４で増幅し、信号として取りだす。フラッシュメモリに関しては以下の文献に
記載されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２５０３９３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】躍進するフラッシュメモリ 舛岡富士雄著 工業調査会発行 ９１−１５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上に述べた、従来のＩＤチップ用半導体装置は、以下のような課題があった。不揮発
性メモリとしてマスクＲＯＭを使用した場合には、チップの形成工程でデータを書き込む
ため、製造終了後にデータを書き込むことができないという課題がある。
【００１５】
ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリは書き換えが可能な不揮発性メモリとして有効である
。第二のゲート絶縁膜に電荷を保持して記憶をおこなうため、保持性能を維持するために
は、ゲート絶縁膜の膜質が良好であることが要求される。しかし、ガラスのような絶縁基
板上にトランジスタを形成する場合、６００℃を超えるような高温処理をおこなうことは
できない。従って、ゲート絶縁膜の膜質をよくすることにおいて限界があり、良好な不揮
発性メモリを構成するのが困難であるという課題があった。
【００１６】
そこで本発明は、ＩＤチップに用いる半導体装置において、低温で製造が困難なフロー
ティングゲート構造を使用しない不揮発性メモリを有する半導体装置を提供することを課
題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため本発明では以下の手段を講じる。
【００１８】
本発明の半導体装置は有機素子とトランジスタを並列に接続した構成を有する複数のメ
モリセルと、前記複数のメモリセルを直列に接続した複数のメモリセル列と、前記複数の
メモリセル列の一端に該メモリセル列の信号を検出する手段とを有することを特徴として
いる。
【００１９】
本発明の半導体装置は有機素子とトランジスタを並列に接続した構成を有する複数のメ
モリセルと、前記複数のメモリセルを直列に接続した複数のメモリセル列と、前記複数の
メモリセル列の一端に該メモリセル列の信号を検出する手段とを有し、ＮＡＮＤ型メモリ
装置を構成することを特徴としている。
【００２０】
本発明の半導体装置は有機素子とトランジスタを直列に接続した構成を有する複数のメ
モリセルと、前記複数のメモリセルを並列に接続した複数のメモリセル列と、前記複数の
メモリセル列の一端に該メモリセル列の信号を検出する手段とを有することを特徴として
いる。
【００２１】
本発明の半導体装置は有機素子とトランジスタを直列に接続した構成を有する複数のメ
モリセルと、前記複数のメモリセルを並列に接続した複数のメモリセル列と、前記複数の
メモリセル列の一端に該メモリセル列の信号を検出する手段とを有し、ＮＯＲ型メモリ装
置を構成することを特徴としている。
【００２２】
上記において、前記メモリセル列の信号を検出する手段は、センスアンプであることを
特徴としている。
【００２３】
上記において、前記有機素子は有機化合物層を有し、前記有機化合物層は、電子輸送材
料またはホール輸送材料であることを特徴としている。
【００２４】
上記において、前記有機素子は有機化合物層を有し、前記有機化合物を含む層は、光を
照射することによって電気抵抗が変化する材料を有することを特徴としている。
【００２５】
上記において、前記有機化合物層は、レーザ光の照射により導電性が変化することを特
徴としている。
【００２６】
上記において、前記有機素子は有機化合物層を有し、前記有機化合物を含む層は、電圧
または電流を印加することによって電気抵抗が変化する材料を有することを特徴としてい
る。
【００２７】
上記において、前記有機素子は、書き込みにより不可逆的に電気抵抗が変化することを
特徴としている。
【００２８】
上記において、前記有機素子は、書き込みにより電極間距離が変化することを特徴とし
ている。
【００２９】
上記において、前記有機化合物層の導電率は１０−１５Ｓ／ｃｍ−１以上、１０−３Ｓ／
ｃｍ−１以下であることを特徴としている。
【００３０】
上記において、前記有機化合物層の膜厚は５〜６０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍであ
ることを特徴としている。
【００３１】
上記において、前記有機素子および前記トランジスタは、半導体基板上に設けられるこ
とを特徴としている。
【００３２】
上記において、前記有機素子および前記トランジスタは、ガラス基板上に設けられるこ
とを特徴としている。
【００３３】
上記において、前記有機素子および前記トランジスタは、可撓性基板上に設けられるこ
とを特徴としている。
【００３４】
上記において、前記有機素子および前記トランジスタは、ＳＯＩ基板上に設けられるこ
とを特徴としている。
【００３５】
上記において、前記トランジスタは、薄膜トランジスタを含むことを特徴としている。
【００３６】
本発明は上記に記載の半導体装置を有するＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、トラ
ンスポンダ、紙幣、有価証券、パスポート、電子機器、バッグ、衣類である。
【００３７】
本発明は上記に記載の半導体装置を有し、電源回路、クロック発生回路、データ復調回
路、データ変調回路、制御回路、及びインターフェイス回路のいずれか一を少なくとも有
するＲＦＩＤタグである。
【発明の効果】
【００３８】
以上に述べたように、本発明を用いることによって、低温で高性能なゲート絶縁膜を用
いることなく、不揮発性メモリを有する半導体装置を構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の有機素子を用いたメモリを示すブロック図。
【図２】従来の半導体装置の構成を示すブロック図。
【図３】従来の半導体装置の構成を示すブロック図。
【図４】ＲＦタグシステムの概要を示す図。
【図５】従来のＮＡＮＤ型フラッシュメモリの構成を示す図。
【図６】フローティングゲート構造を示す図。
【図７】有機素子の等価回路を示す図。
【図８】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図９】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図１０】本発明のアンテナの実施例を示す図。
【図１１】本発明のアンテナの実施例を示す図。
【図１２】メモリ回路に記憶されるデータの例を示す図。
【図１３】本発明を用いたバッグを示す図。
【図１４】本発明を用いた証明書を示す図。
【図１５】本発明を用いた食料品管理を説明する図。
【図１６】本発明を用いた物流管理を説明する図。
【図１７】本発明を用いたＩＣカード決済を説明する図。
【図１８】本発明の応用例を示す図。
【図１９】本発明におけるＴＦＴの配置を示す図。
【図２０】本発明の半導体装置と保護層を組み合わせた図。
【図２１】本発明のＮＯＲ型有機メモリの構成を示す図。
【図２２】本発明の断面図。
【図２３】本発明に用いるレーザ装置を示す図。
【図２４】本発明におけるＴＦＴの配置を示す図。
【図２５】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図２６】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図２７】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図２８】本発明の有機素子の積層構造。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の態様について、図面を参照して説明する。但し、本発明は多くの
異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することな
くその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って
、本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。なお、以下に示す図面に
おいて、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説
明は省略する。
【００４１】
図１に本発明の第１の実施形態を示す。図１の実施形態は有機素子１０１〜１１２、ト
ランジスタ１１３〜１２４、スイッチ１２５〜１３０、電流源１３１〜１３３、電源１３
４、電源端子１３５〜１３９、信号線１４０〜１４３、センスアンプ１４４〜１４６から
構成される回路である。トランジスタ１１３〜１２４は薄膜トランジスタであることが望
ましいがそれには限定されない。また、有機素子１０１とトランジスタ１１３は並列に接
続されメモリセル１００を構成する。他の有機素子とトランジスタ、例えば有機素子１０
２とトランジスタ１１４も同様に並列に接続されメモリセルを構成する。図１から明らか
なように、複数のメモリセルが直列に接続され、メモリセル列を構成する。ここで使用す
る有機素子は２つのモードを有するものとする。例えば第１のモードとして図７（Ａ）に
示すようなダイオードで等価回路を示せるモード有する。また、第１のモードの有機素子
に電圧、電流、光（レーザ光を含む）などを与えることによって不可逆的に図７（Ｂ）に
示すような抵抗で等価回路を示せる第２のモードに変化するものとする。
【００４２】
次に図１に示す回路の動作を説明する。この回路を記憶回路として使用する場合につい
て説明を行う。まず、記憶すべきデータを有機素子１０１〜１１２に記憶させる方法につ
いて説明する。有機素子１０１にデータを記憶させる場合を考える。
【００４３】
最初に信号線１４１〜１４３をアクティブにする。これによってトランジスタ１１４〜
１１６、１１８〜１２０、１２２〜１２４はオンし、トランジスタ１１４〜１１６、１１
８〜１２０、１２２〜１２４のソースとドレインが短絡され、電源端子１３９とほぼ同じ
電位となる。一方信号線１４０はノンアクティブとすると、トランジスタ１１３、１１７
、１２１はオフとなる。
【００４４】
次にスイッチ１２５をオンさせる、すると有機素子１０１の一方の端子には電源１３４
の電位が加わり、他方の端子には電源端子１３９の電位が加わる。
電源１３４の電圧として有機素子がモード変化するような電圧を加えれば、有機素子１０
１は低抵抗でショート状態になる。
【００４５】
次に、有機素子１０１に記憶されたデータを読み出す場合について説明をおこなう。最
初に信号線１４１〜１４３をアクティブにする。これによってトランジスタ１１４〜１１
６、１１８〜１２０、１２２〜１２４はオンし、トランジスタ１１４〜１１６、１１８〜
１２０、１２２〜１２４のソースとドレインは短絡され、電源端子１３９とほぼ同じ電位
となる。一方信号線１４０はノンアクティブとすると、トランジスタ１１３、１１７、１
２１はオフとなる。そして、スイッチ１２６をオンさせる。電源端子１３６に接続された
電流源１３１よりスイッチ１２６を介して有機素子１０１に電流が流れ、その電流は更に
トランジスタ１１４、１１５、１１６を介して、電源端子１３９に流れる。トランジスタ
１１４、１１５、１１６のオン抵抗が十分低く、且つ、モード変化後の有機素子の抵抗が
十分低ければ、電流源１３１の電源端子１３６に接続しない方の端子は電源端子１３９の
電位とほぼ同等となる。
【００４６】
有機素子にデータが記憶されない場合、有機素子は図７（Ａ）に示すダイオードの状態
であり有機素子１０１に電流が流れると、電流源１３１の電源端子１３６に接続されない
方の端子には電源端子１３９にダイオードの順方向電圧を加えた電圧が発生する。このよ
うにデータが記憶されたか否かで、電流源１３１の電源端子に接続しないほうの端子の電
位は異なり、これによって有機素子の記憶状態を読み出すことが可能となる。電流源１３
１に接続されたセンスアンプ１４４の出力を見ることによって、明確に記憶状態を判断す
ることが可能になる。
【００４７】
以上において、有機素子１０１について説明をおこなったが、同様に有機素子１０２に
書き込みをおこなう場合には信号線１４０、１４２、１４３をアクティブとし、スイッチ
１２５をオンさせ、有機素子１０２の両端に電圧を印加して、有機素子のモードを変える
ことによって記憶が可能となる。代表的には、２つの電極間距離が変化するとともに、有
機化合物層の厚さが部分的に変化する。また、有機素子１０２に記憶された情報を読み出
す場合においても、信号線１４０、１４２、１４３をアクティブとし、スイッチ１２６を
オンさせ電流源１３１の電位を読むことによって記憶状態を読み出すことができ、センス
アンプ１４４の出力をみれば更に明確に記憶状態を判断することが可能となる。同様に有
機素子１０３または１０４についても記憶が可能となる。
【００４８】
以上においては有機素子１０１〜１０４の列について説明をおこなったが、有機素子１
０５〜１０８の列、有機素子１０９〜１１２の列についても同じである。また、図１では
有機素子を４つ直列に接続しているが、その数は４つに限定されず他の数であっても良い
。上記は有機素子とトランジスタを並列に接続してメモリセルを構成し、さらにそのメモ
リセルを直列に接続してＮＡＮＤ型のメモリ構成をとっている。そしてその一端から信号
を検出する手段（ここではセンスアンプであるがセンスアンプには限定しない）を有して
いる。
【００４９】
図２１に本発明の第２の実施形態を示す。図２１の実施形態は有機素子２１０１〜２１
０３、トランジスタ２１０４〜２１０６、スイッチ２１０７〜２１１２、電流源２１１９
〜２１２１、電源２１１３、電源端子２１１４〜２１１８、センスアンプ２１２２〜２１
２４、信号線２１２５〜２１２７から構成される回路である。トランジスタ２１０４〜２
１０６は薄膜トランジスタであることが望ましいがそれには限定されない。また、有機素
子２１０１とトランジスタ２１０４は直列に接続されメモリセル２１００を構成する。他
の有機素子、トランジスタも同様である。ここで使用する有機素子は２つのモードを有す
るものとする。例えば第１のモードとして図７（Ａ）に示すようなダイオードで等価回路
を示せるモード有する。また、第１のモードの有機素子に電圧、電流、光（レーザ光を含
む）などを与えることによって不可逆的に図７（Ｂ）に示すような抵抗で等価回路を示せ
る第２のモードに変化するものとする。
【００５０】
次に図２１に示す回路の動作を説明する。この回路を記憶回路として使用する場合につ
いて説明を行う。まず、記憶すべきデータを有機素子２１０１〜２１０３に記憶させる方
法について説明する。まず有機素子２１０１にデータを記憶させる場合を考える。
【００５１】
最初に信号線２１２７をアクティブにする。これによってトランジスタ２１０４はオン
し、トランジスタ２１０４のソースとドレインが短絡され、有機素子２１０１はスイッチ
２１０７、２１０８と接続される。一方信号線２１２６、２１２７はノンアクティブとす
ると、トランジスタ２１０５、２１０６はオフとなる。
【００５２】
次にスイッチ２１０７をオンさせる、すると有機素子２１０１の一方の端子には電源２
１１３の電位が加わり、他方の端子には電源端子２１１５の電位が加わる。電源２１１３
の電圧として有機素子がモード変化するような電圧を加えれば、有機素子２１０１は低抵
抗でショート状態になる。
【００５３】
次に、有機素子２１０１に記憶されたデータを読み出す場合について説明をおこなう。
最初に信号線２１２７をアクティブにする。これによってトランジスタ２１０４はオンし
、トランジスタ２１０４のソースとドレインは短絡され、電源端子２１１５とほぼ同じ電
位となる。一方信号線２１２５、２１２６はノンアクティブとすると、トランジスタ２１
０５、２１０６はオフとなる。そして、スイッチ２１０８をオンさせる。電源端子２１１
６に接続された電流源２１１９よりスイッチ２１０８を介して有機素子２１０１に電流が
流れ、電源端子２１１５に流れる。トランジスタ２１０４のオン抵抗が十分低く、且つ、
モード変化後の有機素子の抵抗が十分低ければ、電流源２１１９の電源端子２１１６に接
続しない方の端子は電源端子２１１５の電位とほぼ同等となる。
【００５４】
有機素子にデータが記憶されない場合、有機素子は図７（Ａ）に示すダイオードの状態
であり有機素子２１０１に電流が流れると、電流源２１１９の電源端子２１１６に接続さ
れない方の端子には電源端子２１１５にダイオードの順方向電圧を加えた電圧が発生する
。このようにデータが記憶されたか否かで、電流源２１１９の電源端子に接続しないほう
の端子の電位は異なり、これによって有機素子の記憶状態を読み出すことが可能となる。
さらに電流源２１１９に接続されたセンスアンプ２１２２の出力を見ることによって、明
確に記憶状態を判断することが可能になる。
【００５５】
以上において、有機素子２１０１について説明をおこなったが、同様に有機素子２１０
２に書き込みをおこなう場合には信号線２１２６をアクティブとし、スイッチ２１０９を
オンさせ、有機素子２１０２の両端に電圧を印加して、有機素子のモードを変えることに
よって記憶が可能となる。また、有機素子２１０２に記憶された情報を読み出す場合にお
いても、信号線２１２６をアクティブとし、スイッチ２１１０をオンさせ電流源２１２０
の電位を読むことによって記憶状態を読み出すことができ、センスアンプ２１２３の出力
をみれば更に明確に記憶状態を判断することが可能となる。同様に有機素子２１０３につ
いても記憶が可能となる。
【００５６】
また、図２１では有機素子３つを記載しているが、その数は３つに限定されず他の数で
あっても良い。上記は有機素子とトランジスタを直列に接続してメモリセルを構成し、さ
らにそのメモリセルを並列に接続してＮＯＲ型のメモリ構成をとっている。そしてその一
端から信号を検出する手段（ここではセンスアンプであるがセンスアンプに限定しない）
を有している。
【実施例１】
【００５７】
本発明の半導体装置の断面構造について説明する（図２２参照）。ここでは、メモリセ
ルアレイ２２２が含むトランジスタ２４０及び有機素子２４１と、スイッチ、センスアン
プなど（図２２では２２５に相当）が含むＣＭＯＳ回路２４８の断面構造を示す。 本発
明に用いる基板２３０は、ガラス基板や可撓性基板の他、石英基板、シリコン基板、金属
基板、ステンレス基板等を用いる。可撓性基板とは、フレキシブルな折り曲げることがで
きる基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスル
フォン等からなるプラスチック基板等が挙げられる。
【００５８】
有機素子２４１は、第１の導電層２４３と、有機化合物層２４４と、第２の導電層２４
５の積層体に相当し、隣接する有機素子２４１の間には、絶縁層２４９が設けられる。ま
た、図２２はＮＯＲ型メモリ回路の例であり、有機素子２４１の第２の導電層は他の有機
素子と共通である。
【００５９】
第１の導電層２４３と第２の導電層２４５は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀
（Ａｇ）等の公知の導電性材料を用いて形成される。
【００６０】
光学的作用によりデータの書き込みを行う場合、第１の導電層２４３と第２の導電層２
４５の一方又は両方は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透光性がある材料により形成
するか、又は光を透過する厚さで形成する。電気的作用によりデータの書き込みを行う場
合、第１の導電層２４３と第２の導電層２４５に用いる材料に特に制約はない。
【００６１】
有機化合物層２４４としては、単層または積層した構造を用いることができる。なお、
有機化合物層合計の膜厚は５〜６０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍである。また、各有
機化合物層の導電率は１０−１５Ｓ／ｃｍ−１以上、１０−３Ｓ／ｃｍ−１以下である。
【００６２】
有機化合物層２４４として、有機化合物材料を用いた場合には、データの書き込みはレ
ーザ光等の光学的作用や電気的作用を加えることによって行う。また、光酸発生剤をドー
プした共役高分子材料を用いた場合、データの書き込みは光学的作用により行う。データ
の読み出しは、有機化合物層２４４の材料には依存せず、いずれの場合であっても、電気
的作用により行う。
【００６３】
続いて、光学的作用によりデータの書き込みを行う場合について説明する。この場合、
レーザ照射装置２３２により、透光性を有する導電層側（ここでは第２の導電層２４５と
する）から、有機化合物層２４４に対して、レーザ光を照射することにより行う。
【００６４】
有機化合物層２４４として、有機化合物材料を用いた場合、レーザ光の照射により、有
機化合物層２４４が酸化又は炭化して絶縁化する。そうすると、レーザ光が照射された有
機素子２４１の抵抗値は増加し、レーザ光が照射されない有機素子２４１の抵抗値は変化
しない。また、光酸発生剤をドープした共役高分子材料を用いた場合、レーザ光の照射に
より、有機化合物層２４４に導電性が与えられる。つまり、レーザ光が照射された有機素
子２４１には導電性が与えられ、レーザ光が照射されない有機素子２４１には導電性が与
えられない。
【実施例２】
【００６５】
光によりデータの書き込みを行う場合、第１の導電層２４３と第２の導電層２４５のう
ち、一方又は両方は透光性を有している。透光性を有する導電層は、インジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）等の透明な導電性材料を用いて形成するか、又は、透明な導電性材料でなくて
も、光を透過する厚さで形成する。
【００６６】
有機化合物層２４４は、導電性を有する有機化合物材料を用いることができ、例えば、
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：
α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］
−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミ
ノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３
−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴ
Ａ）や４，４’−ビス（Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−
フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼ
ン環−窒素の結合を有する）の化合物やフタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシ
アニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシア
ニン化合物等の正孔輸送性の高い物質を用いることができる。
【００６７】
また、他にも有機化合物材料としては電子輸送性が高い材料を用いることができ、例え
ばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ
［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格ま
たはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料や、ビス［２−（２−ヒドロキ
シフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−
ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサ
ゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さら
に、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニ
ル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：
ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフ
ェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチル
フェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−ト
リアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バ
ソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等の化合物等を用いることができる。
【００６８】
また、他にも有機化合物材料として、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（１，
１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ
）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュ
ロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−
ビス（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）ベン
ゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４
５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，９’−ビアン
トリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナ
フチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレ
ン（略称：ＴＢＰ）等が挙げられる。また、上記発光材料を分散してなる層を形成する場
合に母体となる材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルア
ントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カ
ルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、ビス［２−（２−ヒ
ドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキ
シフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いる
ことができる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９
，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−
キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等を用いる
ことができる。
【００６９】
また、有機化合物層の材料として、他にも光または電気的作用を加えることによって電
気抵抗が変化する材料を用いることができる。例えば、光を吸収することによって酸を発
生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子を用いることができる。ここで共役
高分子としては、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポ
リアニリン類、ポリフェニレンエチレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤と
しては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、ｏ−ニトロベンジルトシレ
ート、アリールスルホン酸ｐ−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、
Ｆｅ−アレン錯体ＰＦ６塩等を用いることができる。
【００７０】
上記のような有機素子２４１は、一対の導電層間に有機化合物層を設ける単純な構成を
有するため、作製工程が単純であり、安価な半導体装置の提供を可能とする。また、有機
素子２４１は、不揮発性メモリであるため、データを保持するための電池を内蔵する必要
がなく、小型、薄型、軽量の半導体装置の提供することができる。また、有機素子２４１
として不可逆的な材料を用いることによって、データの書き込み（追記）は可能であるが
、データの書き換えを行うことはできない。そうすると、偽造を防止し、セキュリティを
確保した半導体装置を提供することができる。
【実施例３】
【００７１】
次に、光学的作用によりデータの書き込みを行う場合について説明する。この場合、透
光性を有する導電層側（ここでは第２の導電層２４５とする）から、有機化合物層２４４
にレーザ光を照射することにより行う。ここでは、所望の部分の有機化合物層２４４に選
択的にレーザ光を照射して有機化合物層２４４を破壊する。破壊された有機化合物層は、
絶縁化するため、他の部分と比較すると電気抵抗が大幅に大きくなる。このように、レー
ザ光の照射により、有機化合物層２４４を挟んで設けられた２つの導電膜間の電気抵抗が
変化することを利用してデータの書き込みを行う。例えば、レーザ光を照射していない有
機化合物層を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む際は、所望の部分の
有機化合物層に選択的にレーザ光を照射して破壊することによって電気抵抗を大きくする
。
【００７２】
また、有機化合物層２４４として、光を吸収することによって酸を発生する化合物（光
酸発生剤）をドープした共役高分子を用いた場合、レーザ光を照射すると、照射された部
分だけが導電性が増加し、未照射の部分は導電性を有しない。そのため、所望の部分の有
機化合物層に選択的にレーザ光を照射することにより、有機化合物層の導電性が変化する
ことを利用してデータの書き込みを行う。例えば、レーザ光を照射していない有機化合物
層を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む際は、所望の部分の有機化合
物層に選択的にレーザ光を照射して導電性を増加させる。
【００７３】
レーザ光を照射する場合、有機化合物層２４４の電気抵抗の変化は、メモリセルの大き
さによるが、μｍオーダの径に絞ったレーザ光の照射により実現する。例えば、径が１μ
ｍのレーザビームが１０ｍ／ｓｅｃの線速度で通過するとき、１つのメモリセルが含む有
機化合物を含む層にレーザ光が照射される時間は１００ｎｓｅｃとなる。１００ｎｓｅｃ
という短い時間内で相を変化させるためには、レーザパワーは１０ｍＷ、パワー密度は１
０ｋＷ／ｍｍ２とするとよい。また、レーザ光を選択的に照射する場合は、パルス発振の
レーザ照射装置を用いて行なうことが好ましい。
【００７４】
ここで、レーザ照射装置の一例に関して、図２３を用いて簡単に説明する。レーザ照射
装置２３０１は、レーザ光を照射する際の各種制御を実行するコンピュータ（以下、ＰＣ
と示す。）２３０２と、レーザ光を出力するレーザ発振器２３０３と、レーザ発振器２３
０３の電源２３０４と、レーザ光を減衰させるための光学系（ＮＤフィルタ）２３０５と
、レーザ光の強度を変調するための音響光学変調器（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｍｏ
ｄｕｌａｔｏｒ ； ＡＯＭ）２３０６と、レーザ光の断面を縮小するためのレンズおよ
び光路を変更するためのミラー等で構成される光学系２３０７、Ｘ軸ステージ及びＹ軸ス
テージを有する移動機構２３０９と、ＰＣから出力される制御データをデジタルーアナロ
グ変換するＤ／Ａ変換部２３１０と、Ｄ／Ａ変換部から出力されるアナログ電圧に応じて
音響光学変調器２３０６を制御するドライバ２３１１と、移動機構２３０９を駆動するた
めの駆動信号を出力するドライバ２３１２と、被照射物上にレーザ光の焦点を合わせるた
めのオートフォーカス機構２３１３を備えている。
【００７５】
レーザ発振器２３０３としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能な
レーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＦ、
ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気
体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ
、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶を使った固体レーザ発
振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用い
ることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波か第２高調波〜第５高調波
を適用するのが好ましい。
【００７６】
次に、レーザ照射装置を用いた照射方法について述べる。有機化合物層（図示せず）が
設けられた基板３０が移動機構２３０９に装着されると、ＰＣ２３０２は図外のカメラに
よって、レーザ光を照射する有機化合物層の位置を検出する。次いで、ＰＣ２３０２は、
検出した位置データに基づいて、移動機構２３０９を移動させるための移動データを生成
する。
【００７７】
この後、ＰＣ２３０２が、ドライバ２３１１を介して音響光学変調器２３０６の出力光
量を制御することにより、レーザ発振器２３０３から出力されたレーザ光は、光学系２３
０５によって減衰された後、音響光学変調器２３０６によって所定の光量になるように光
量が制御される。一方、音響光学変調器２３０６から出力されたレーザ光は、光学系２３
０７で光路及びビームスポット形状を変化させ、レンズで集光した後、基板３０上に該レ
ーザ光を照射する。
【００７８】
このとき、ＰＣ２３０２が生成した移動データに従い、移動機構２３０９をＸ方向及び
Ｙ方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザ光が照射され、レーザ光の光エネ
ルギーが熱エネルギーに変換され、基板３０上に設けられた有機化合物層に選択的にレー
ザ光を照射することができる。なお、ここでは移動機構２３０９を移動させてレーザ光の
照射を行う例を示しているが、光学系２３０７を調整することによってレーザ光をＸ方向
およびＹ方向に移動させてもよい。
【００７９】
上記の通り、レーザ光の照射によりデータの書き込みを行う本発明の構成は、半導体装
置を簡単に大量に作製することができる。従って、安価な半導体装置を提供することがで
きる。
【実施例４】
【００８０】
本実施例では、基板上に有機素子を作製し、その有機素子に電気的作用によりデータの
書き込みを行った結果について説明する。
【００８１】
有機素子は、基板上に、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子であり、第１の導電層は酸化珪素とインジウム錫酸化物の
化合物（ＩＴＳＯと略称されることがある）、第１の有機化合物層は４，４’−ビス［Ｎ
−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（ＴＰＤと略称される
ことがある）、第２の有機化合物層は、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フ
ェニル−アミノ］−ビフェニル（α−ＮＰＤと略称されることがある）、第２の導電層は
アルミニウム、により形成した。また、第１の有機化合物層は１０ｎｍ、第２の有機化合
物層は５０ｎｍの膜厚で形成した。なお、有機化合物層合計の膜厚は５〜６０ｎｍ、好ま
しくは１０〜２０ｎｍである。また、各有機化合物層の導電率は１０−１５Ｓ／ｃｍ−１
以上、１０−３Ｓ／ｃｍ−１以下である。
【００８２】
まず、電気的作用によりデータの書き込みを行う前と、電気的作用によりデータを書き
込んだ後の、有機素子の電流電圧特性の測定結果について、図８を用いて説明する。
【００８３】
図８は、横軸が電圧値、縦軸が電流値、プロット２６１は電気的作用によりデータを書
き込む前の有機素子の電流電圧特性、プロット２６２は電気的作用によりデータを書き込
んだ後の有機素子の電流電圧特性を示す。図８から、データの書き込み前と、データの書
き込み後とで、有機素子の電流電圧特性には大きな変化がみられる。例えば、印加電圧１
Ｖでは、データ書き込み前の電流値は４．８×１０−５ｍＡであるのに対し、データ書き
込み後の電流値は１．１×１０２ｍＡであり、データの書き込み前と、データの書き込み
後では、電流値に７桁の変化が生じている。
【００８４】
このように、データの書き込み前と、データの書き込み後では、有機素子の抵抗値に変
化が生じており、この有機素子の抵抗値の変化を、電圧値又は電流値により読み取れば、
記憶回路として機能させることができる。
【００８５】
なお、上記のような有機素子を記憶回路として用いる場合、データの読み出し動作の度
に、有機素子には所定の電圧値（短絡しない程度の電圧値）が印加され、その抵抗値の読
み取りが行われる。従って、上記の有機素子の電流電圧特性には、読み出し動作を繰り返
し行っても、つまり、所定の電圧値を繰り返し印加しても、変化しないような特性が必要
となる。
【００８６】
そこで、データの読み出し動作を行った後の有機素子の電流電圧特性の測定結果につい
て、図９を用いて説明する。
【００８７】
なお、この実験では、データの読み出し動作を１回行う度に、有機素子の電流電圧特性
を測定した。データの読み出し動作を複数回行うことにより、有機素子の電流電圧特性の
測定を行った。また、この電流電圧特性の測定は、電気的作用によりデータの書き込みが
行われて抵抗値が変化した有機素子と、抵抗値が変化していない有機素子の、２つの有機
素子に対して行った。
【００８８】
図９は、横軸が電圧値、縦軸が電流値、プロット２７２は電気的作用によりデータの書
き込みが行われて抵抗値が変化した有機素子の電流電圧特性、プロット２７１は抵抗値が
変化していない有機素子の電流電圧特性を示す。
【００８９】
プロット２７１から分かるように、抵抗値が変化していない有機素子の電流電圧特性は
、電圧値が１Ｖ以上のときに特に良好な再現性を示す。同様に、プロット２７２から分か
るように、抵抗値が変化した有機素子の電流電圧特性は、特に良好な再現性を示す。
【００９０】
上記の結果から、データの読み出し動作を複数回繰り返し行っても、その電流電圧特性
は変化しないことが分かる。従って、上記の有機素子を記憶回路として用いることができ
る。
【実施例５】
【００９１】
次に、図２８に示すような基板上に有機素子を作製した試料１〜試料６において、有機
素子に電気的にデータの書き込みを行ったときの電流電圧特性の測定結果を図２５〜２７
に示す。なお、ここでは、有機素子に電圧を印加して、有機素子を短絡させて書き込みを
行った。有機化合物層合計の膜厚は５〜６０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍである。ま
た、各有機化合物層の導電率は１０−１５Ｓ／ｃｍ−１以上、１０−３Ｓ／ｃｍ−１以下
である。
【００９２】
図２５〜２７は、それぞれ、横軸が電圧、縦軸が電流密度値、丸印のプロットはデータ
を書き込む前の有機素子の電流電圧特性の測定結果、四角印のプロットはデータを書き込
んだ後の、有機素子の電流電圧特性の測定結果を示す。また、試料１〜試料６の水平面に
おける大きさは、２ｍｍ×２ｍｍである。
【００９３】
試料１としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の導電層の順に積層した素
子である。ここでは、図２８（Ａ）に示すように、第１の導電層を酸化珪素を含むインジ
ウム錫酸化物（ＩＴＯ）で形成し、第１の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の導電層
をアルミニウムで形成した。また、第１の有機化合物層を厚さ５０ｎｍで形成した。試料
１の電流電圧特性の測定結果を図２５（Ａ）に示す。
【００９４】
また、試料２としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の導電層の順に積層
した素子である。ここでは、図２８（Ｂ）に示すように、第１の導電層を酸化珪素を含む
ＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層を、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８
，８，−テトラシアノキノジメンタン（Ｆ４−ＴＣＮＱと略称されることがある）を添加
したＴＰＤで形成し、第２の導電層をアルミニウムで形成した。また、第１の有機化合物
層を厚さ５０ｎｍで、Ｆ４−ＴＣＮＱを０．０１ｗｔ％添加して形成した。試料２の電流
電圧特性の測定結果を図２５（Ｂ）に示す。
【００９５】
また、試料３としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子である。ここでは、図２８（Ｃ）に示すように、第１の導
電層を酸化珪素を含むＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の有
機化合物層をＦ４−ＴＣＮＱで形成し、第２の導電層をアルミニウムで形成した。また、
第１の有機化合物層を厚さ５０ｎｍで形成し、第２の有機化合物層を厚さ１ｎｍで形成し
た。試料３の電流電圧特性の測定結果を図２６（Ａ）に示す。
【００９６】
また、試料４としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子である。ここでは、図２８（Ｄ）に示すように、第１の導
電層を酸化珪素を含むＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層をＦ４−ＴＣＮＱで形成し、
第２の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の導電層をアルミニウムで形成した。また、
第１の有機化合物層を厚さ１ｎｍで形成し、第２の有機化合物層を厚さ５０ｎｍで形成し
た。試料４の電流電圧特性の測定結果を図２６（Ｂ）に示す。
【００９７】
また、試料５としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子である。ここでは、図２８（Ｅ）に示すように、第１の導
電層を酸化珪素を含むＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層を、Ｆ４−ＴＣＮＱを添加し
たＴＰＤで形成し、第２の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の導電層をアルミニウム
で形成した。また、第１の有機化合物層を厚さ４０ｎｍで、Ｆ４−ＴＣＮＱを０．０１ｗ
ｔ％添加して形成した。また、第２の有機化合物層を厚さ４０ｎｍで形成した。試料５の
電流電圧特性の測定結果を図２７（Ａ）に示す。
【００９８】
また、試料６としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子である。ここでは、図２８（Ｆ）に示すように、第１の導
電層を酸化珪素を含むＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の有
機化合物層をＦ４−ＴＣＮＱを添加したＴＰＤで形成し、第２の導電層をアルミニウムで
形成した。また、第１の有機化合物層を厚さ４０ｎｍで形成した。また、第２の有機化合
物層を厚さ４０ｎｍで、Ｆ４−ＴＣＮＱを０．０１ｗｔ％添加して形成した。試料６の電
流電圧特性の測定結果を図２７（Ｂ）に示す。
【００９９】
図２５〜２７に示す実験結果からも、試料１〜試料６において、データの書き込み前と
、有機素子の短絡前後で、有機素子の電流電圧特性に大きな変化がみられる。また、これ
らの試料の有機素子において、各有機素子が短絡する電圧にも再現性があり、誤差は０．
１Ｖ以内であった。
【０１００】
次に、試料１〜試料６の書き込み電圧、及び書き込み前後の特性を表１に示す。
【表１】
【０１０１】
表１において、書き込み電圧（Ｖ）は、各有機素子が短絡するときの印加電圧を示す。
また、Ｒ（１Ｖ）は、書き込み後の有機素子に電圧を１Ｖ印加したときの電流密度を、書
き込み前の有機素子に電圧を１Ｖ印加したときの電流密度で除した値である。同様に、Ｒ
（３Ｖ）は、書き込み後の有機素子に電圧を３Ｖ印加した時の電流密度を、書き込み前の
有機素子に３Ｖ印加した時の電流密度で除した値である。即ち、有機素子の書き込み前後
における電流密度の変化を示す。印加電圧が３Ｖの場合と比較して１Ｖ印加した場合、有
機素子の書き込み前後における電流密度の変化は１０の４乗以上と大きいことが分かる。
【実施例６】
【０１０２】
剥離プロセスを用いて、フレキシブルなＩＤタグを構成する場合の例について図２０を
用いて説明する。ＩＤタグはフレキシブルな保護層２００１、２００３、および剥離プロ
セスを用いて形成されたＩＤチップ２００２より構成される。本実施例において、アンテ
ナ２００４はＩＤチップ２００２上ではなく、保護層２００３上に形成され、ＩＤチップ
２００２に電気的に接続されている。図２０（Ａ）では保護層２００３上にのみ形成され
ているが、保護層２００１上にもアンテナを形成しても良い。アンテナは銀、銅、または
それらでメッキされた金属であることが望ましい。ＩＤチップ２００２とアンテナとの接
続は異方性導電膜を用い、ＵＶ処理をおこない接続をおこなうが、接続方法はこれに限定
されない。
【０１０３】
図２０（Ｂ）は図２０（Ａ）の断面を示したものである。ＩＤチップ２００２の厚さは
５μｍ以下であり、望ましくは０．１μｍ〜３μｍの厚さを有する。また保護層２００１
、２００３の厚さは、保護層２００１、２００３を重ねたときの厚さをｄとしたとき、（
ｄ／２）±３０μｍとなっていることが望ましく、とくに（ｄ／２）±１０μｍであれば
最良である。保護層２００１、２００３の厚さは１０μｍ〜２００μｍであることが望ま
しい。ＩＤチップ２００２の面積は５ｍｍ角以下であり、望ましくは０．３ｍｍ角〜４ｍ
ｍ角の面積を有する。
【０１０４】
保護層２００１、２００３は有機樹脂材料で形成され折り曲げに対して強い構造をもって
いる。剥離プロセスを用いたＩＤチップ２００２自体も単結晶半導体に比べて、折り曲げ
に対して強いため、保護層２００１、２００３と密着させることが可能である。このよう
な保護層２００１、２００３で囲われたＩＤチップをさらに他の個体物の表面または内部
に配置しても良い。また、紙の中に埋め込んでも良い。
【実施例７】
【０１０５】
ＩＤチップを曲面にはる場合、つまり、ＩＤチップが弧を描いている方向と垂直にＴＦ
Ｔを配置した例について図１９を用いて説明する。図１９のＩＤチップが含むＴＦＴは、
電流が流れる方向、すなわち、ドレイン電極〜ゲート電極〜ソース電極の位置は直線状に
あり、応力の影響が少なくなるような配置となっている。このような配置をおこなうこと
によって、ＴＦＴ特性の変動を抑えることができる。また、ＴＦＴを構成する結晶は電流
の流れる方向にそろっており、これらをＣＷＬＣなどで形成することによって、Ｓ値を０
．３５Ｖ／ｄｅｃ以下、（好ましくは０．０９〜０．２５Ｖ／ｄｅｃ）、移動度を１００
ｃｍ２／Ｖｓ以上にすることができる。
このようなＴＦＴを用いて１９段リングオシレータを構成した場合において、電源電圧
３〜５Ｖにおいて、その発振周波数は１ＭＨ以上、好ましくは１００ＭＨｚ以上の特性を
有する。電源電圧３〜５Ｖにおいて、インバータ１段あたりの遅延時間は２６ｎｓ、好ま
しくは０．２６ｎｓ以下を有する。
【０１０６】
また、応力に対して、ＴＦＴなどのアクティブ素子を破壊させないためには、ＴＦＴな
どのアクティブ素子の活性領域（シリコンアイランド部分）の面積が全体の面積に占める
割合は、５％〜５０％であることが望ましい。
ＴＦＴなどのアクティブ素子の存在しない領域には下地絶縁材料、層間絶縁材料および
配線材料が主として設けられている。ＴＦＴの活性領域以外の面積は全体の面積の６０％
以上であることが望ましい。
アクティブ素子の活性領域の厚さは２０ｎｍ〜２００ｎｍ、代表的には４０〜１７０ｎ
ｍ、好ましくは４５〜５５ｎｍ、１４５〜１５５ｎｍを有する。
【０１０７】
また、ＴＦＴ２４０１が単体でまたは単体に近い状態で半導体装置内に配置されると（
図２４（Ａ））、静電気による破壊、または、剥離工程を有する場合のストレスによる破
壊などが起こりやすくなる。そこで、図２４（Ｂ）〜（Ｅ）にあるようにＴＦＴの周囲に
シリコン、メタル等のダミーパターンまたはダミーＴＦＴを置くことによって、静電気ま
たはストレスによる破壊を防止することができる。図２４（Ｂ）はＴＦＴ２４０２の左右
にダミーＴＦＴ２４０３を配置した例である。図２４（Ｃ）はＴＦＴ２４０４の上下にダ
ミーＴＦＴ２４０５を配置した例である。図２４（Ｄ）はＴＦＴ２４０６の周りにダミー
パターン２４０７を配置した例である。図２４（Ｅ）はＴＦＴ２４０８の四方にダミーＴ
ＦＴ２４０９を配置した例である。
【０１０８】
また対象物の表面が曲面を有しており、それにより該曲面に貼り合わされたＩＤチップ
の支持体が、錐面、柱面など母線の移動によって描かれる曲面を有するように曲がってし
まう場合、該母線の方向とＴＦＴのキャリアが移動する方向とを揃えておくことが望まし
い。上記構成により、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出るのを
抑えることができる。また、島状の半導体膜が集積回路内において占める面積の割合を、
１〜３０％とすることで、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出る
のをより抑えることができる。本実施例は、上記の実施の形態や他の実施例と組み合わせ
て用いることが可能である。
【実施例８】
【０１０９】
本実施例では本発明を用いた回路に外付けのアンテナをつけた例について図１０、図１
１を用いて説明する。
【０１１０】
図１０（Ａ）は回路の周りを一面のアンテナで覆ったものである。基板１０００上にア
ンテナ１００１を構成し、本発明を用いた回路１００２を接続する。図面では回路１００
２の周りをアンテナ１００１で覆う構成になっているが、全面をアンテナで覆い、その上
に電極を構成した回路１００２を貼り付けるような構造を取っても良い。
【０１１１】
図１０（Ｂ）は細いアンテナを回路の周りを回るように配置したものである。基板１０
０３上にアンテナ１００４を構成し、本発明を用いた回路１００５を接続する。なお、ア
ンテナの配線は一例であってこれに限定するものではない。
【０１１２】
図１０（Ｃ）は高周波数のアンテナである。基板１００６上にアンテナ１００７を構成
し、本発明を用いた回路１００８を接続する。
【０１１３】
図１０（Ｄ）は１８０度無指向性（どの方向からでも同じく受信可能）なアンテナであ
る。基板１００９上にアンテナ１０１０を構成し、本発明を用いた回路１０１１を接続す
る。
【０１１４】
図１０（Ｅ）は棒状に長く伸ばしたアンテナである。基板１０１２上にアンテナ１０１
３を構成し、本発明を用いた回路１０１４を接続する。
【０１１５】
本発明を用いた回路とこれらのアンテナへの接続は公知の方法で行うことができる。例
えばアンテナと回路をワイヤボンディング接続やバンプ接続を用いて接続する、あるいは
チップ化した回路の一面を電極にしてアンテナに貼り付けるという方法を取ってもよい。
この方式ではＡＣＦ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ；異方
性導電性フィルム）を用いて貼り付けることができる。
【０１１６】
アンテナに必要な長さは受信に用いる周波数によって適正な長さが異なる。一般には波
長の整数分の１の長さにすると良いとされる。例えば周波数が２．４５ＧＨｚの場合は約
６０ｍｍ（１／２波長）、約３０ｍｍ（１／４波長）とすれば良い。
【０１１７】
また、本発明の回路上に基板を取りつけ、さらにその上にアンテナを構成してもよい。
図１１（Ａ）〜（Ｃ）にその一例として回路上に基板を取りつけ、らせん状のアンテナを
配置したものの上面図および断面図を示す。１１００は上部基板を、１１０１はアンテナ
配線を示しいている。
【０１１８】
なお、本実施例に示した例はごく一例であり、アンテナの形状を限定するものではない
。あらゆる形状のアンテナについて本発明は実施することが可能である。この実施例は実
施形態および上記の実施例１〜６のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現す
ることができる。
【実施例９】
【０１１９】
本実施例では本発明の半導体装置は、ＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、トランス
ポンダ、紙幣、有価証券、パスポート、電子機器、バッグ及び衣類に用いることができる
。ここでは、ＩＣカード、ＩＤタグおよびＩＤチップなどの例について図１８を用いて説
明する。なお、ＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ等は、電源回路、クロック発生回路
、データ復調回路、データ変調回路、制御回路、インターフェイス回路等を有していても
よい。
【０１２０】
図１８（Ａ）はＩＣカードであり、個人の識別用のほかに内蔵された回路のメモリが書
き換え可能であることを利用して現金を使わずに代金の決済が可能なクレジットカード、
あるいは電子マネーといったような使い方もできる。ＩＣカード１８００の中に本発明を
用いた回路部１８０１を組み込んでいる。
【０１２１】
図１８（Ｂ）はＩＤタグであり、個人の識別用のほかに、小型化可能であることから特
定の場所での入場管理などに用いることができる。ＩＤタグ１８１０の中に本発明を用い
た回路部１８１１を組み込んでいる。
【０１２２】
図１８（Ｃ）はスーパーマーケットなどの小売店で商品を扱う際の商品管理を行うため
のＩＤチップ１８２２を商品１８２０に貼付した例である。本発明はＩＤチップ１８２２
内の回路に適用される。このようにＩＤチップを用いることにより、在庫管理が容易にな
るだけではなく、万引きなどの被害を防ぐことも可能である。図面ではＩＤチップ１８２
２が剥がれ落ちてしまうことを防ぐために接着を兼ねた保護膜１８２１を用いているが、
ＩＤチップ１８２２を接着剤を用いて直接貼付するような構造を取っていてもよい。また
、商品に貼付する構造上、実施例２で挙げたフレキシブル基板を用いて作製すると好まし
い。
【０１２３】
図１８（Ｄ）は商品製造時に識別用のＩＤチップを組み込んだ例である。図面では例と
してディスプレイの筐体１８３０にＩＤチップ１８３１が組み込まれている。本発明はＩ
Ｄチップ１８３１内の回路に適用される。このような構造を取ることにより製造メーカー
の識別、商品の流通管理などを容易に行うことができる。なお、図面ではディスプレイの
筐体を例として取り上げているが、本発明はこれに限定されることはなく、さまざまな電
子機器、物品に対して適用することが可能である。
【０１２４】
図１８（Ｅ）は物品搬送用の荷札である。図面では荷札１８４０内にＩＤチップ１８４
１が組み込まれている。本発明はＩＤチップ１８４１内の回路に適用される。このような
構造を取ることにより搬送先の選別や商品の流通管理などを容易に行うことができる。な
お、図面では物品を縛るひも状のものにくくりつけるような構造を取っているが、本発明
はこれに限定されることはなく、シール材のようなものを用いて物品に直接貼付するよう
な構造を取ってもよい。
【０１２５】
図１８（Ｆ）は本１８５０にＩＤチップ１８５２が組み込まれたものである。本発明は
ＩＤチップ１８５２内の回路に適用される。このような構造を取ることにより書店におけ
る流通管理や図書館などでの貸し出し処理などを容易に行うことができる。図面ではＩＤ
チップ１８５２が剥がれ落ちてしまうことを防ぐために接着を兼ねた保護膜１８５１を用
いているが、ＩＤチップ１８５２を接着剤を用いて直接貼付するような構造を取る、また
は本１８５０の表紙に埋め込む構造を取っていてもよい。
【０１２６】
図１８（Ｇ）は紙幣１８６０にＩＤチップ１８６１が組み込まれたものである。本発明
はＩＤチップ１８６１内の回路に適用される。このような構造を取ることにより偽札の流
通を阻止することが容易に行える。なお、紙幣の性質上ＩＤチップ１８６１が剥がれ落ち
るのを防ぐために紙幣１８６０に埋め込むような構造を取るとより好ましい。本発明は紙
幣に限らず、有価証券、パスポートなど紙を材質にしたものに適用可能である。
【０１２７】
図１８（Ｈ）は靴１８７０にＩＤチップ１８７２が組み込まれたものである。本発明は
ＩＤチップ１８７２内の回路に適用される。このような構造を取ることにより製造メーカ
ーの識別、商品の流通管理などを容易に行うことができる。図面ではＩＤチップ１８７２
が剥がれ落ちてしまうことを防ぐために接着を兼ねた保護膜１８７１を用いているが、Ｉ
Ｄチップ１８７２を接着剤を用いて直接貼付するような構造を取る、または靴１８７０に
埋め込む構造を取っていてもよい。本発明は靴に限らず、バッグ、衣類など身に付けるも
のに適用可能である。
【０１２８】
セキュリティ確保を目的として、多様な物品へＩＤチップを実装する場合を説明する。
セキュリティ確保とは、盗難防止又は偽造防止の面から捉えることができる。
【０１２９】
盗難防止の例として、バッグにＩＤチップを実装する場合を説明する。図１３に示すよ
うに、バッグ１３０１にＩＤチップ１３０２を実装する。例えば、バッグ１３０１の底又
は側面の一部等にＩＤチップ１３０２を実装することができる。ＩＤチップ１３０２は非
常に薄型で小さいため、バッグ１３０１のデザイン性を低下させずに実装することができ
る。加えてＩＤチップ１３０２は透光性を有し、盗難者はＩＤチップ１３０２が実装され
ているかを判断しにくい。そのため、盗難者によってＩＤチップ１３０２が取り外される
恐れがない。
【０１３０】
このようなＩＤチップ実装バッグが盗難された場合、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐ
ｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いてバッグの現在位置に関する情報を得るこ
とができる。なおＧＰＳとは、ＧＰＳ用の衛星から送られる信号をとらえてその時間差を
求め、これをもとに測位するシステムである。
【０１３１】
また盗難された物品以外にも忘れ物や落とし物を、ＧＰＳを用いて現在位置に関する情報
を得ることができる。
【０１３２】
またバッグ以外にも、自動車、自転車等の乗物、時計やアクセサリーにＩＤチップを実
装することができる。
【０１３３】
次に偽造防止の例として、パスポートや免許証等にＩＤチップを実装する場合を説明す
る。
【０１３４】
図１４（Ａ）に、ＩＤチップを実装したパスポート１４０１を示す。図１４（Ａ）では
ＩＤチップ１４０２がパスポート１４０１の表紙に実装されているが、その他のページに
実装してもよく、ＩＤチップ１４０２は透光性を有するため表面に実装してもよい。また
ＩＤチップ１４０２を表紙等の材料で挟み込むようにし、表紙の内部に実装することも可
能である。
【０１３５】
図１４（Ｂ）には、ＩＤチップを実装した免許証１４０３を示す。図１４（Ｂ）では、
ＩＤチップ１４０４が免許証１４０３の内部に実装されている。またＩＤチップ１４０４
は透光性を有するため、免許証１４０３の印刷面上に設けても構わない。例えば。ＩＤチ
ップ１４０４は免許証１４０３の印字面上に実装し、フィルムで覆うことができる。また
ＩＤチップ１４０４を免許証１４０３の材料で挟み込むようにし、内部に実装することも
可能である。
【０１３６】
以上のような物品にＩＤチップを実装することにより、偽造を防止することができる。
また上述したバッグにＩＤチップを実装し、偽造を防止することもできる。加えて非常に
薄型で小さいＩＤチップを用いるため、パスポートや免許証等のデザイン性を損ねること
がない。さらにＩＤチップは透光性を有するため、表面に実装しても構わない。
【０１３７】
またＩＤチップにより、パスポートや免許証等の管理を簡便に行うことができる。さら
にパスポートや免許証等に直接情報を記入することなく、ＩＤチップに保存することがで
きるため、プライバシーを守ることができる。
【０１３８】
安全管理を行うため、食料品等の商品へＩＤチップを実装する場合を図１５を用いて説
明する。
ＩＤチップ１５０３を実装したラベル１５０２と、当該ラベル１５０２が貼られた肉の
パック１５０１を示す。ＩＤチップ１５０３はラベル１５０２の表面に実装していてもよ
いし、ラベル１５０２内部に実装してもよい。また野菜等の生鮮食品の場合、生鮮食品を
覆うラップにＩＤチップを実装してもよい。
【０１３９】
ＩＤチップ１５０３には、商品の生産地、生産者、加工年月日、賞味期限等の商品に関
する基本事項、更には商品を用いた調理例等の応用事項を記録することができる。このよ
うな基本事項は、書き換える必要がないためＭＲＯＭ（マスクＲＯＭ：Ｍａｓｋ Ｒｅａ
ｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や前述した有機素子を用いたメモリ等の書き換え不能なメ
モリを用いて記録するとよい。
【０１４０】
また食料品の安全管理を行うためには、加工前の動植物の状態を知り得ることが重要で
ある。そのため、動植物内にＩＤチップを埋め込み、リーダ装置によって動植物に関する
情報を取得するとよい。動植物に関する情報とは、飼育地、飼料、飼育者、伝染病の感染
の有無等である。
【０１４１】
またＩＤチップに、商品の値段が記録されていれば、従来のバーコードを用いる方式よ
りも、簡便、短時間に商品の精算を行うことが可能となる。すなわち、ＩＤチップが実装
された複数の商品を一挙に精算することができる。但し、このように複数のＩＤチップを
読み取る場合、アンチコリジョン機能をリーダ装置に搭載する必要がある。
【０１４２】
さらにＩＤチップの通信距離によっては、レジスターと商品との距離が遠くても、商品
の精算を可能とすることができる。またＩＤチップは万引き防止にも役立つ。
【０１４３】
さらにＩＤチップは、バーコード、磁気テープ等のその他の情報媒体と併用することも
できる。例えば、ＩＤチップには書き換え不要な基本事項を記録し、バーコードには更新
すべき情報、例えば値引き価格や特価情報を記録するとよい。バーコードはＩＤチップと
異なり、情報の修正を簡便に行うことができるからである。
【０１４４】
このようにＩＤチップを実装することにより、消費者へ提供できる情報を増大させるこ
とができるため、消費者は安心して商品を購入することができる。
【０１４５】
物流管理を行うため、ビール瓶等の商品へＩＤチップを実装する場合を説明する。図１
６（Ａ）に示すように、ビール瓶にＩＤチップ１６０２を実装する。例えば、ラベル１６
０１を用いてＩＤチップ１６０２を実装することができる。
【０１４６】
ＩＤチップには、製造日、製造場所、使用材料等の基本事項を記録する。このような基
本事項は、書き換える必要がないためＭＲＯＭ（マスクＲＯＭ：Ｍａｓｋ Ｒｅａｄ Ｏ
ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や前述した有機素子を用いたメモリ等の書き換え不能なメモリを
用いて記録するとよい。加えてＩＤチップには、各ビール瓶の配送先、配送日時等の個別
事項を記録する。例えば、図１６（Ｂ）に示すように、各ビール瓶１６０３がベルトコン
ベア１６０６により流れ、ライタ装置１６０５を通過するときに、ラベル１６０４に内蔵
されたＩＤチップ１６０７に各配送先、配送日時を記録することができる。このような個
別事項は、本発明の有機メモリを用いて記録するとよい。
【０１４７】
また配達先から購入された商品情報がネットワークを通じて物流管理センターへ送信さ
れると、この商品情報に基づき、ライタ装置又は当該ライタ装置を制御するパーソナルコ
ンピュータ等が配送先や配送日時を算出し、ＩＤチップへ記録するようなシステムを構築
するとよい。
【０１４８】
また配達はケース毎に行われるため、ケース毎、又は複数のケース毎にＩＤチップを実
装し、個別事項を記録することもできる。
【０１４９】
このような複数の配達先が記録されうる飲料品は、ＩＤチップを実装することにより、
手作業で行う入力にかかる時間を削減でき、それに起因した入力ミスを低減することがで
きる。加えて物流管理の分野において最もコストのかかる人件費用を削減することができ
る。従って、ＩＤチップを実装したことにより、ミスの少ない、低コストな物流管理を行
うことができる。
【０１５０】
さらに配達先において、ビールに合う食料品や、ビールを使った料理法等の応用事項を
記録してもよい。その結果、食料品等の宣伝を兼ねることができ、消費者の購買意欲を高
めることができる。このような応用事項は、本発明の有機メモリを用いて記録するとよい
。このようにＩＤチップを実装することにより、消費者へ提供できる情報を増大させるこ
とができるため、消費者は安心して商品を購入することができる。
【０１５１】
製造管理を行うため、ＩＤチップを実装した製造品と、当該ＩＤチップの情報に基づき
制御される製造装置（製造ロボット）について説明する。
【０１５２】
現在、オリジナル商品を生産する場面が多くみられ、このような場合、生産ラインでは
当該商品のオリジナル情報に基づくように生産する。例えば、ドアの塗装色を自由に選択
することができる自動車の生産ラインにおいては、自動車の一部にＩＤチップを実装し、
当該ＩＤチップからの情報に基づき、塗装装置を制御する。そしてオリジナルな自動車を
生産することができる。
ＩＤチップを実装する結果、事前に生産ラインに投入される自動車の順序や同色を有する
数を調整する必要がない。強いては、自動車の順序や数それに合わせるように塗装装置を
制御するプログラムを設定しなくてすむ。すなわち製造装置は、自動車に実装されたＩＤ
チップの情報に基づき、個別に動作することができる。
【０１５３】
このようにＩＤチップは様々な場所で使用することができる。そしてＩＤチップに記録
された情報により、製造に関する固有情報を得ることができ、当該情報に基づき製造装置
を制御することができる。
【０１５４】
次に、本発明のＩＤチップを用いたＩＣカードを、電子マネーとして利用する形態につ
いて説明する。図１７に、ＩＣカード１７０１を用いて、決済をおこなっている様子を示
す。ＩＣカード１７０１は、本発明のＩＤチップ１７０２を有している。ＩＣカード１７
０１の利用の際には、レジスター１７０３、リーダ／ライタ１７０４を用いる。ＩＤチッ
プ１７０２には、ＩＣカード１７０１に入金されている金額の情報が保持されており、リ
ーダ／ライタ１７０４は該金額の情報を非接触で読み取り、レジスター１７０３に送信す
ることができる。レジスター１７０３では、ＩＣカード１７０１に入金されている金額が
、決済する金額以上であることを確認し、決済を行なう。そしてリーダ／ライタ１７０４
に決済後の残額の情報を送信する。リーダ／ライタ１７０４は該残額の情報を、ＩＣカー
ド１７０１のＩＤチップ１７０２に書き込むことができる。
【０１５５】
なおリーダ／ライタ１７０４に、暗証番号などを入力することができるキー１７０５を
付加し、第三者によってＩＣカード１７０１を用いた決済が無断で行なわれるのを制限で
きるようにしても良い。
なお、本実施例に示した例はごく一例であり、これらの用途に限定するものではないこ
とを付記する。
【０１５６】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる物品の固体認識用のチップとし
て適用することが可能である。また、本発明は実施形態、実施例１〜９のどのような組み
合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【符号の説明】
【０１５７】
１００ メモリセル
１０１〜１１２ 有機素子
１１３〜１２４ トランジスタ
１２５〜１３０ スイッチ
１３１〜１３３ 電流源
１３４ 電源
１３５〜１３９ 電源端子
１４０〜１４３ 信号線
１４４〜１４６ センスアンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機素子を有する半導体装置に関する。特に、有機素子を用いたメモリ回路
を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ技術の発展や、画像認識技術の向上によって、バーコードなどの媒体を用
いた情報認識が広く普及し、商品データの認識などに用いられている。今後はさらに多量
の情報認識が実施されると予想される。その一方、バーコードによる情報読み取りなどで
はバーコードリーダーがバーコードとの接触を必要とする、またバーコードに記録される
情報量があまり多くできないという欠点があり、非接触の情報認識および媒体の記憶容量
増大が望まれている。
【０００３】
このような要望から、近年ＩＣを用いたＩＤチップが開発されている。ＩＤチップとは
ＩＣチップ内のメモリ回路に必要な情報を記憶し、非接触手段、一般的には無線手段を用
いて内部の情報を読み取るものである。このようなＩＤチップの実用化によって、商品流
通などの簡素化、低コスト化、高いセキュリティの確保が可能になるものと期待されてい
る。
【０００４】
ＩＤチップを用いた個体認証システムの概要について図４を用いて説明する。図４はバ
ッグの個体情報を非接触で得ることを目的とした固体認証システムの概要を示す図である
。特定の固体情報を記憶したＩＤチップ４０１はバッグ４０４に貼り付けられている、も
しくは埋め込まれている。このＩＤチップに対して質問器（リーダライタともいう）４０
３のアンテナユニット４０２より電磁波が発信される。その電磁波を受けるとＩＤチップ
４０１はそのＩＤチップが持っている個体情報をアンテナユニット４０２に対して送り返
す。アンテナユニット４０２は送り返された個体情報を質問器に送り、質問器は個体情報
の判別をおこなう。このようにして、バッグ４０４の情報を質問器は得ることが可能にな
る。また、このシステムを用いることによって物流管理、集計、偽造品の除去などが可能
になる。
【０００５】
このようなＩＤチップの技術としては例えば図２に示すようなものがある。ＩＤチップ
に用いる半導体装置２００はアンテナ回路２０１、整流回路２０２、安定化電源回路２０
３、アンプ２０８、復調回路２１３、論理回路２０９、メモリコントロール回路２１２、
メモリ回路２１１、論理回路２０７、アンプ２０６、変調回路２０５によって構成される
。また、アンテナ回路２０１はアンテナコイル３０１、同調容量３０２によって構成され
る（図３（Ａ））。また、整流回路２０２はダイオード３０３、３０４、平滑容量３０５
によって構成される（図３（Ｂ））。アンテナ回路２０１以外を信号処理回路２１４と称
する。
【０００６】
このようなＩＤチップの動作を以下に説明する。アンテナ回路２０１で受信した交流信
号はダイオード３０３、３０４によって半波整流され、平滑容量３０５によって平滑され
る。この平滑された電圧は多数のリップルを含んでいるため、安定化電源回路２０３で安
定化され、安定化された後の電圧を復調回路２１３、アンプ２０６、論理回路２０７、ア
ンプ２０８、論理回路２０９、メモリ回路２１１、メモリコントロール回路２１２に供給
する。一方、アンテナ回路２０１で受信された信号はアンプ２０８を介して、クロック信
号として、論理回路２０９に入力される。また、アンテナから入力された信号は復調回路
２１３で復調され、データとして論理回路２０９に入力される。
【０００７】
論理回路２０９において、入力されたデータはデコードされる。質問器がデータを変形
ミラー符号、ＮＲＺ−Ｌ符号などでエンコードして送信するため、それを論理回路２０９
はデコードする。デコードされたデータは、メモリコントロール回路２１２に送られ、そ
れに従いメモリ回路２１１に記憶された記憶データが読み出される。メモリ回路２１１は
電源が切れても保持できる不揮発性メモリ回路である必要があり、マスクＲＯＭやＥＥＰ
ＲＯＭ、フラッシュメモリなどが使用される。記憶される内容は、例えば１６バイトのデ
ータ（図１２参照）であり、ＩＤチップの系列を示すファミリーコード４バイト、アプリ
ケーションコード４バイト、使用者が設定するユーザーコード４バイトが２種類となって
いる。
【０００８】
送受信される信号は、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨ
ｚなどがあり、それぞれＩＳＯ規格などが設定される。また、送受信の際の変調・復調方
式も規格化されている。このようなＩＤチップの例として例えば特許文献１などがある。
【０００９】
また、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリはフローティングゲートというようなゲートを
重ねたトランジスタ構成をとっている。フローティングゲートを薄膜トランジスタ（以下
ＴＦＴ）に用いると、図６に示す様に、フローティングゲートトランジスタは基板６０１
、下地膜６０２、活性層６０３、第１のゲート絶縁膜６０４、フローティングゲート６０
５、第２のゲート絶縁膜６０６、コントロールゲート６０７、層間膜６０８、ソース電極
６０９、ドレイン電極６１０より構成されている。
【００１０】
フラッシュメモリは図５に示す様にフローティングゲートトランジスタを直列に接続し
たような構成をとっている。図５において、フラッシュメモリはフローティングゲートト
ランジスタ５０１〜５１２、スイッチ５１３〜５１８、電流源５１９〜５２１、電圧源５
２２、電源端子５２３〜５２７、信号線５２８〜５３１、センスアンプ５３２〜５３４に
よって構成される。データを書き込む時には電圧源５２２よりスイッチ５１３、５１５、
５１７を介して、フローティングゲートトランジスタに電圧を印加する。さらに信号線５
２８〜５３１を制御して、トランジスタを選択することができる。
【００１１】
読み出し時には、スイッチ５１４、５１６、５１８を介して電流源５１９〜５２１より
電流をフローティングゲートトランジスタに印加する。そのときの電位をセンスアンプ５
３２〜５３４で増幅し、信号として取りだす。フラッシュメモリに関しては以下の文献に
記載されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２５０３９３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】躍進するフラッシュメモリ 舛岡富士雄著 工業調査会発行 ９１−１５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上に述べた、従来のＩＤチップ用半導体装置は、以下のような課題があった。不揮発
性メモリとしてマスクＲＯＭを使用した場合には、チップの形成工程でデータを書き込む
ため、製造終了後にデータを書き込むことができないという課題がある。
【００１５】
ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリは書き換えが可能な不揮発性メモリとして有効である
。第二のゲート絶縁膜に電荷を保持して記憶をおこなうため、保持性能を維持するために
は、ゲート絶縁膜の膜質が良好であることが要求される。しかし、ガラスのような絶縁基
板上にトランジスタを形成する場合、６００℃を超えるような高温処理をおこなうことは
できない。従って、ゲート絶縁膜の膜質をよくすることにおいて限界があり、良好な不揮
発性メモリを構成するのが困難であるという課題があった。
【００１６】
そこで本発明は、ＩＤチップに用いる半導体装置において、低温で製造が困難なフロー
ティングゲート構造を使用しない不揮発性メモリを有する半導体装置を提供することを課
題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため本発明では以下の手段を講じる。
【００１８】
本発明の半導体装置は有機素子とトランジスタを並列に接続した構成を有する複数のメ
モリセルと、前記複数のメモリセルを直列に接続した複数のメモリセル列と、前記複数の
メモリセル列の一端に該メモリセル列の信号を検出する手段とを有することを特徴として
いる。
【００１９】
本発明の半導体装置は有機素子とトランジスタを並列に接続した構成を有する複数のメ
モリセルと、前記複数のメモリセルを直列に接続した複数のメモリセル列と、前記複数の
メモリセル列の一端に該メモリセル列の信号を検出する手段とを有し、ＮＡＮＤ型メモリ
装置を構成することを特徴としている。
【００２０】
本発明の半導体装置は有機素子とトランジスタを直列に接続した構成を有する複数のメ
モリセルと、前記複数のメモリセルを並列に接続した複数のメモリセル列と、前記複数の
メモリセル列の一端に該メモリセル列の信号を検出する手段とを有することを特徴として
いる。
【００２１】
本発明の半導体装置は有機素子とトランジスタを直列に接続した構成を有する複数のメ
モリセルと、前記複数のメモリセルを並列に接続した複数のメモリセル列と、前記複数の
メモリセル列の一端に該メモリセル列の信号を検出する手段とを有し、ＮＯＲ型メモリ装
置を構成することを特徴としている。
【００２２】
上記において、前記メモリセル列の信号を検出する手段は、センスアンプであることを
特徴としている。
【００２３】
上記において、前記有機素子は有機化合物層を有し、前記有機化合物層は、電子輸送材
料またはホール輸送材料であることを特徴としている。
【００２４】
上記において、前記有機素子は有機化合物層を有し、前記有機化合物を含む層は、光を
照射することによって電気抵抗が変化する材料を有することを特徴としている。
【００２５】
上記において、前記有機化合物層は、レーザ光の照射により導電性が変化することを特
徴としている。
【００２６】
上記において、前記有機素子は有機化合物層を有し、前記有機化合物を含む層は、電圧
または電流を印加することによって電気抵抗が変化する材料を有することを特徴としてい
る。
【００２７】
上記において、前記有機素子は、書き込みにより不可逆的に電気抵抗が変化することを
特徴としている。
【００２８】
上記において、前記有機素子は、書き込みにより電極間距離が変化することを特徴とし
ている。
【００２９】
上記において、前記有機化合物層の導電率は１０−１５Ｓ／ｃｍ−１以上、１０−３Ｓ／
ｃｍ−１以下であることを特徴としている。
【００３０】
上記において、前記有機化合物層の膜厚は５〜６０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍであ
ることを特徴としている。
【００３１】
上記において、前記有機素子および前記トランジスタは、半導体基板上に設けられるこ
とを特徴としている。
【００３２】
上記において、前記有機素子および前記トランジスタは、ガラス基板上に設けられるこ
とを特徴としている。
【００３３】
上記において、前記有機素子および前記トランジスタは、可撓性基板上に設けられるこ
とを特徴としている。
【００３４】
上記において、前記有機素子および前記トランジスタは、ＳＯＩ基板上に設けられるこ
とを特徴としている。
【００３５】
上記において、前記トランジスタは、薄膜トランジスタを含むことを特徴としている。
【００３６】
本発明は上記に記載の半導体装置を有するＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、トラ
ンスポンダ、紙幣、有価証券、パスポート、電子機器、バッグ、衣類である。
【００３７】
本発明は上記に記載の半導体装置を有し、電源回路、クロック発生回路、データ復調回
路、データ変調回路、制御回路、及びインターフェイス回路のいずれか一を少なくとも有
するＲＦＩＤタグである。
【発明の効果】
【００３８】
以上に述べたように、本発明を用いることによって、低温で高性能なゲート絶縁膜を用
いることなく、不揮発性メモリを有する半導体装置を構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の有機素子を用いたメモリを示すブロック図。
【図２】従来の半導体装置の構成を示すブロック図。
【図３】従来の半導体装置の構成を示すブロック図。
【図４】ＲＦタグシステムの概要を示す図。
【図５】従来のＮＡＮＤ型フラッシュメモリの構成を示す図。
【図６】フローティングゲート構造を示す図。
【図７】有機素子の等価回路を示す図。
【図８】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図９】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図１０】本発明のアンテナの実施例を示す図。
【図１１】本発明のアンテナの実施例を示す図。
【図１２】メモリ回路に記憶されるデータの例を示す図。
【図１３】本発明を用いたバッグを示す図。
【図１４】本発明を用いた証明書を示す図。
【図１５】本発明を用いた食料品管理を説明する図。
【図１６】本発明を用いた物流管理を説明する図。
【図１７】本発明を用いたＩＣカード決済を説明する図。
【図１８】本発明の応用例を示す図。
【図１９】本発明におけるＴＦＴの配置を示す図。
【図２０】本発明の半導体装置と保護層を組み合わせた図。
【図２１】本発明のＮＯＲ型有機メモリの構成を示す図。
【図２２】本発明の断面図。
【図２３】本発明に用いるレーザ装置を示す図。
【図２４】本発明におけるＴＦＴの配置を示す図。
【図２５】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図２６】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図２７】本発明の有機素子のデータを示す図。
【図２８】本発明の有機素子の積層構造。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の態様について、図面を参照して説明する。但し、本発明は多くの
異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することな
くその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って
、本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。なお、以下に示す図面に
おいて、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説
明は省略する。
【００４１】
図１に本発明の第１の実施形態を示す。図１の実施形態は有機素子１０１〜１１２、ト
ランジスタ１１３〜１２４、スイッチ１２５〜１３０、電流源１３１〜１３３、電源１３
４、電源端子１３５〜１３９、信号線１４０〜１４３、センスアンプ１４４〜１４６から
構成される回路である。トランジスタ１１３〜１２４は薄膜トランジスタであることが望
ましいがそれには限定されない。また、有機素子１０１とトランジスタ１１３は並列に接
続されメモリセル１００を構成する。他の有機素子とトランジスタ、例えば有機素子１０
２とトランジスタ１１４も同様に並列に接続されメモリセルを構成する。図１から明らか
なように、複数のメモリセルが直列に接続され、メモリセル列を構成する。ここで使用す
る有機素子は２つのモードを有するものとする。例えば第１のモードとして図７（Ａ）に
示すようなダイオードで等価回路を示せるモード有する。また、第１のモードの有機素子
に電圧、電流、光（レーザ光を含む）などを与えることによって不可逆的に図７（Ｂ）に
示すような抵抗で等価回路を示せる第２のモードに変化するものとする。
【００４２】
次に図１に示す回路の動作を説明する。この回路を記憶回路として使用する場合につい
て説明を行う。まず、記憶すべきデータを有機素子１０１〜１１２に記憶させる方法につ
いて説明する。有機素子１０１にデータを記憶させる場合を考える。
【００４３】
最初に信号線１４１〜１４３をアクティブにする。これによってトランジスタ１１４〜
１１６、１１８〜１２０、１２２〜１２４はオンし、トランジスタ１１４〜１１６、１１
８〜１２０、１２２〜１２４のソースとドレインが短絡され、電源端子１３９とほぼ同じ
電位となる。一方信号線１４０はノンアクティブとすると、トランジスタ１１３、１１７
、１２１はオフとなる。
【００４４】
次にスイッチ１２５をオンさせる、すると有機素子１０１の一方の端子には電源１３４
の電位が加わり、他方の端子には電源端子１３９の電位が加わる。
電源１３４の電圧として有機素子がモード変化するような電圧を加えれば、有機素子１０
１は低抵抗でショート状態になる。
【００４５】
次に、有機素子１０１に記憶されたデータを読み出す場合について説明をおこなう。最
初に信号線１４１〜１４３をアクティブにする。これによってトランジスタ１１４〜１１
６、１１８〜１２０、１２２〜１２４はオンし、トランジスタ１１４〜１１６、１１８〜
１２０、１２２〜１２４のソースとドレインは短絡され、電源端子１３９とほぼ同じ電位
となる。一方信号線１４０はノンアクティブとすると、トランジスタ１１３、１１７、１
２１はオフとなる。そして、スイッチ１２６をオンさせる。電源端子１３６に接続された
電流源１３１よりスイッチ１２６を介して有機素子１０１に電流が流れ、その電流は更に
トランジスタ１１４、１１５、１１６を介して、電源端子１３９に流れる。トランジスタ
１１４、１１５、１１６のオン抵抗が十分低く、且つ、モード変化後の有機素子の抵抗が
十分低ければ、電流源１３１の電源端子１３６に接続しない方の端子は電源端子１３９の
電位とほぼ同等となる。
【００４６】
有機素子にデータが記憶されない場合、有機素子は図７（Ａ）に示すダイオードの状態
であり有機素子１０１に電流が流れると、電流源１３１の電源端子１３６に接続されない
方の端子には電源端子１３９にダイオードの順方向電圧を加えた電圧が発生する。このよ
うにデータが記憶されたか否かで、電流源１３１の電源端子に接続しないほうの端子の電
位は異なり、これによって有機素子の記憶状態を読み出すことが可能となる。電流源１３
１に接続されたセンスアンプ１４４の出力を見ることによって、明確に記憶状態を判断す
ることが可能になる。
【００４７】
以上において、有機素子１０１について説明をおこなったが、同様に有機素子１０２に
書き込みをおこなう場合には信号線１４０、１４２、１４３をアクティブとし、スイッチ
１２５をオンさせ、有機素子１０２の両端に電圧を印加して、有機素子のモードを変える
ことによって記憶が可能となる。代表的には、２つの電極間距離が変化するとともに、有
機化合物層の厚さが部分的に変化する。また、有機素子１０２に記憶された情報を読み出
す場合においても、信号線１４０、１４２、１４３をアクティブとし、スイッチ１２６を
オンさせ電流源１３１の電位を読むことによって記憶状態を読み出すことができ、センス
アンプ１４４の出力をみれば更に明確に記憶状態を判断することが可能となる。同様に有
機素子１０３または１０４についても記憶が可能となる。
【００４８】
以上においては有機素子１０１〜１０４の列について説明をおこなったが、有機素子１
０５〜１０８の列、有機素子１０９〜１１２の列についても同じである。また、図１では
有機素子を４つ直列に接続しているが、その数は４つに限定されず他の数であっても良い
。上記は有機素子とトランジスタを並列に接続してメモリセルを構成し、さらにそのメモ
リセルを直列に接続してＮＡＮＤ型のメモリ構成をとっている。そしてその一端から信号
を検出する手段（ここではセンスアンプであるがセンスアンプには限定しない）を有して
いる。
【００４９】
図２１に本発明の第２の実施形態を示す。図２１の実施形態は有機素子２１０１〜２１
０３、トランジスタ２１０４〜２１０６、スイッチ２１０７〜２１１２、電流源２１１９
〜２１２１、電源２１１３、電源端子２１１４〜２１１８、センスアンプ２１２２〜２１
２４、信号線２１２５〜２１２７から構成される回路である。トランジスタ２１０４〜２
１０６は薄膜トランジスタであることが望ましいがそれには限定されない。また、有機素
子２１０１とトランジスタ２１０４は直列に接続されメモリセル２１００を構成する。他
の有機素子、トランジスタも同様である。ここで使用する有機素子は２つのモードを有す
るものとする。例えば第１のモードとして図７（Ａ）に示すようなダイオードで等価回路
を示せるモード有する。また、第１のモードの有機素子に電圧、電流、光（レーザ光を含
む）などを与えることによって不可逆的に図７（Ｂ）に示すような抵抗で等価回路を示せ
る第２のモードに変化するものとする。
【００５０】
次に図２１に示す回路の動作を説明する。この回路を記憶回路として使用する場合につ
いて説明を行う。まず、記憶すべきデータを有機素子２１０１〜２１０３に記憶させる方
法について説明する。まず有機素子２１０１にデータを記憶させる場合を考える。
【００５１】
最初に信号線２１２７をアクティブにする。これによってトランジスタ２１０４はオン
し、トランジスタ２１０４のソースとドレインが短絡され、有機素子２１０１はスイッチ
２１０７、２１０８と接続される。一方信号線２１２６、２１２７はノンアクティブとす
ると、トランジスタ２１０５、２１０６はオフとなる。
【００５２】
次にスイッチ２１０７をオンさせる、すると有機素子２１０１の一方の端子には電源２
１１３の電位が加わり、他方の端子には電源端子２１１５の電位が加わる。電源２１１３
の電圧として有機素子がモード変化するような電圧を加えれば、有機素子２１０１は低抵
抗でショート状態になる。
【００５３】
次に、有機素子２１０１に記憶されたデータを読み出す場合について説明をおこなう。
最初に信号線２１２７をアクティブにする。これによってトランジスタ２１０４はオンし
、トランジスタ２１０４のソースとドレインは短絡され、電源端子２１１５とほぼ同じ電
位となる。一方信号線２１２５、２１２６はノンアクティブとすると、トランジスタ２１
０５、２１０６はオフとなる。そして、スイッチ２１０８をオンさせる。電源端子２１１
６に接続された電流源２１１９よりスイッチ２１０８を介して有機素子２１０１に電流が
流れ、電源端子２１１５に流れる。トランジスタ２１０４のオン抵抗が十分低く、且つ、
モード変化後の有機素子の抵抗が十分低ければ、電流源２１１９の電源端子２１１６に接
続しない方の端子は電源端子２１１５の電位とほぼ同等となる。
【００５４】
有機素子にデータが記憶されない場合、有機素子は図７（Ａ）に示すダイオードの状態
であり有機素子２１０１に電流が流れると、電流源２１１９の電源端子２１１６に接続さ
れない方の端子には電源端子２１１５にダイオードの順方向電圧を加えた電圧が発生する
。このようにデータが記憶されたか否かで、電流源２１１９の電源端子に接続しないほう
の端子の電位は異なり、これによって有機素子の記憶状態を読み出すことが可能となる。
さらに電流源２１１９に接続されたセンスアンプ２１２２の出力を見ることによって、明
確に記憶状態を判断することが可能になる。
【００５５】
以上において、有機素子２１０１について説明をおこなったが、同様に有機素子２１０
２に書き込みをおこなう場合には信号線２１２６をアクティブとし、スイッチ２１０９を
オンさせ、有機素子２１０２の両端に電圧を印加して、有機素子のモードを変えることに
よって記憶が可能となる。また、有機素子２１０２に記憶された情報を読み出す場合にお
いても、信号線２１２６をアクティブとし、スイッチ２１１０をオンさせ電流源２１２０
の電位を読むことによって記憶状態を読み出すことができ、センスアンプ２１２３の出力
をみれば更に明確に記憶状態を判断することが可能となる。同様に有機素子２１０３につ
いても記憶が可能となる。
【００５６】
また、図２１では有機素子３つを記載しているが、その数は３つに限定されず他の数で
あっても良い。上記は有機素子とトランジスタを直列に接続してメモリセルを構成し、さ
らにそのメモリセルを並列に接続してＮＯＲ型のメモリ構成をとっている。そしてその一
端から信号を検出する手段（ここではセンスアンプであるがセンスアンプに限定しない）
を有している。
【実施例１】
【００５７】
本発明の半導体装置の断面構造について説明する（図２２参照）。ここでは、メモリセ
ルアレイ２２２が含むトランジスタ２４０及び有機素子２４１と、スイッチ、センスアン
プなど（図２２では２２５に相当）が含むＣＭＯＳ回路２４８の断面構造を示す。 本発
明に用いる基板２３０は、ガラス基板や可撓性基板の他、石英基板、シリコン基板、金属
基板、ステンレス基板等を用いる。可撓性基板とは、フレキシブルな折り曲げることがで
きる基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスル
フォン等からなるプラスチック基板等が挙げられる。
【００５８】
有機素子２４１は、第１の導電層２４３と、有機化合物層２４４と、第２の導電層２４
５の積層体に相当し、隣接する有機素子２４１の間には、絶縁層２４９が設けられる。ま
た、図２２はＮＯＲ型メモリ回路の例であり、有機素子２４１の第２の導電層は他の有機
素子と共通である。
【００５９】
第１の導電層２４３と第２の導電層２４５は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀
（Ａｇ）等の公知の導電性材料を用いて形成される。
【００６０】
光学的作用によりデータの書き込みを行う場合、第１の導電層２４３と第２の導電層２
４５の一方又は両方は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透光性がある材料により形成
するか、又は光を透過する厚さで形成する。電気的作用によりデータの書き込みを行う場
合、第１の導電層２４３と第２の導電層２４５に用いる材料に特に制約はない。
【００６１】
有機化合物層２４４としては、単層または積層した構造を用いることができる。なお、
有機化合物層合計の膜厚は５〜６０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍである。また、各有
機化合物層の導電率は１０−１５Ｓ／ｃｍ−１以上、１０−３Ｓ／ｃｍ−１以下である。
【００６２】
有機化合物層２４４として、有機化合物材料を用いた場合には、データの書き込みはレ
ーザ光等の光学的作用や電気的作用を加えることによって行う。また、光酸発生剤をドー
プした共役高分子材料を用いた場合、データの書き込みは光学的作用により行う。データ
の読み出しは、有機化合物層２４４の材料には依存せず、いずれの場合であっても、電気
的作用により行う。
【００６３】
続いて、光学的作用によりデータの書き込みを行う場合について説明する。この場合、
レーザ照射装置２３２により、透光性を有する導電層側（ここでは第２の導電層２４５と
する）から、有機化合物層２４４に対して、レーザ光を照射することにより行う。
【００６４】
有機化合物層２４４として、有機化合物材料を用いた場合、レーザ光の照射により、有
機化合物層２４４が酸化又は炭化して絶縁化する。そうすると、レーザ光が照射された有
機素子２４１の抵抗値は増加し、レーザ光が照射されない有機素子２４１の抵抗値は変化
しない。また、光酸発生剤をドープした共役高分子材料を用いた場合、レーザ光の照射に
より、有機化合物層２４４に導電性が与えられる。つまり、レーザ光が照射された有機素
子２４１には導電性が与えられ、レーザ光が照射されない有機素子２４１には導電性が与
えられない。
【実施例２】
【００６５】
光によりデータの書き込みを行う場合、第１の導電層２４３と第２の導電層２４５のう
ち、一方又は両方は透光性を有している。透光性を有する導電層は、インジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）等の透明な導電性材料を用いて形成するか、又は、透明な導電性材料でなくて
も、光を透過する厚さで形成する。
【００６６】
有機化合物層２４４は、導電性を有する有機化合物材料を用いることができ、例えば、
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：
α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］
−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミ
ノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３
−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴ
Ａ）や４，４’−ビス（Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−
フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼ
ン環−窒素の結合を有する）の化合物やフタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシ
アニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシア
ニン化合物等の正孔輸送性の高い物質を用いることができる。
【００６７】
また、他にも有機化合物材料としては電子輸送性が高い材料を用いることができ、例え
ばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ
［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格ま
たはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料や、ビス［２−（２−ヒドロキ
シフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−
ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサ
ゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さら
に、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニ
ル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：
ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフ
ェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチル
フェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−ト
リアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バ
ソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等の化合物等を用いることができる。
【００６８】
また、他にも有機化合物材料として、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（１，
１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ
）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュ
ロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−
ビス（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）ベン
ゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４
５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，９’−ビアン
トリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナ
フチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレ
ン（略称：ＴＢＰ）等が挙げられる。また、上記発光材料を分散してなる層を形成する場
合に母体となる材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルア
ントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カ
ルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、ビス［２−（２−ヒ
ドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキ
シフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いる
ことができる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９
，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−
キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等を用いる
ことができる。
【００６９】
また、有機化合物層の材料として、他にも光または電気的作用を加えることによって電
気抵抗が変化する材料を用いることができる。例えば、光を吸収することによって酸を発
生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子を用いることができる。ここで共役
高分子としては、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポ
リアニリン類、ポリフェニレンエチレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤と
しては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、ｏ−ニトロベンジルトシレ
ート、アリールスルホン酸ｐ−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、
Ｆｅ−アレン錯体ＰＦ６塩等を用いることができる。
【００７０】
上記のような有機素子２４１は、一対の導電層間に有機化合物層を設ける単純な構成を
有するため、作製工程が単純であり、安価な半導体装置の提供を可能とする。また、有機
素子２４１は、不揮発性メモリであるため、データを保持するための電池を内蔵する必要
がなく、小型、薄型、軽量の半導体装置の提供することができる。また、有機素子２４１
として不可逆的な材料を用いることによって、データの書き込み（追記）は可能であるが
、データの書き換えを行うことはできない。そうすると、偽造を防止し、セキュリティを
確保した半導体装置を提供することができる。
【実施例３】
【００７１】
次に、光学的作用によりデータの書き込みを行う場合について説明する。この場合、透
光性を有する導電層側（ここでは第２の導電層２４５とする）から、有機化合物層２４４
にレーザ光を照射することにより行う。ここでは、所望の部分の有機化合物層２４４に選
択的にレーザ光を照射して有機化合物層２４４を破壊する。破壊された有機化合物層は、
絶縁化するため、他の部分と比較すると電気抵抗が大幅に大きくなる。このように、レー
ザ光の照射により、有機化合物層２４４を挟んで設けられた２つの導電膜間の電気抵抗が
変化することを利用してデータの書き込みを行う。例えば、レーザ光を照射していない有
機化合物層を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む際は、所望の部分の
有機化合物層に選択的にレーザ光を照射して破壊することによって電気抵抗を大きくする
。
【００７２】
また、有機化合物層２４４として、光を吸収することによって酸を発生する化合物（光
酸発生剤）をドープした共役高分子を用いた場合、レーザ光を照射すると、照射された部
分だけが導電性が増加し、未照射の部分は導電性を有しない。そのため、所望の部分の有
機化合物層に選択的にレーザ光を照射することにより、有機化合物層の導電性が変化する
ことを利用してデータの書き込みを行う。例えば、レーザ光を照射していない有機化合物
層を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む際は、所望の部分の有機化合
物層に選択的にレーザ光を照射して導電性を増加させる。
【００７３】
レーザ光を照射する場合、有機化合物層２４４の電気抵抗の変化は、メモリセルの大き
さによるが、μｍオーダの径に絞ったレーザ光の照射により実現する。例えば、径が１μ
ｍのレーザビームが１０ｍ／ｓｅｃの線速度で通過するとき、１つのメモリセルが含む有
機化合物を含む層にレーザ光が照射される時間は１００ｎｓｅｃとなる。１００ｎｓｅｃ
という短い時間内で相を変化させるためには、レーザパワーは１０ｍＷ、パワー密度は１
０ｋＷ／ｍｍ２とするとよい。また、レーザ光を選択的に照射する場合は、パルス発振の
レーザ照射装置を用いて行なうことが好ましい。
【００７４】
ここで、レーザ照射装置の一例に関して、図２３を用いて簡単に説明する。レーザ照射
装置２３０１は、レーザ光を照射する際の各種制御を実行するコンピュータ（以下、ＰＣ
と示す。）２３０２と、レーザ光を出力するレーザ発振器２３０３と、レーザ発振器２３
０３の電源２３０４と、レーザ光を減衰させるための光学系（ＮＤフィルタ）２３０５と
、レーザ光の強度を変調するための音響光学変調器（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｍｏ
ｄｕｌａｔｏｒ ； ＡＯＭ）２３０６と、レーザ光の断面を縮小するためのレンズおよ
び光路を変更するためのミラー等で構成される光学系２３０７、Ｘ軸ステージ及びＹ軸ス
テージを有する移動機構２３０９と、ＰＣから出力される制御データをデジタルーアナロ
グ変換するＤ／Ａ変換部２３１０と、Ｄ／Ａ変換部から出力されるアナログ電圧に応じて
音響光学変調器２３０６を制御するドライバ２３１１と、移動機構２３０９を駆動するた
めの駆動信号を出力するドライバ２３１２と、被照射物上にレーザ光の焦点を合わせるた
めのオートフォーカス機構２３１３を備えている。
【００７５】
レーザ発振器２３０３としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能な
レーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＦ、
ＸｅＣｌ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気
体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ
、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶を使った固体レーザ発
振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用い
ることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波か第２高調波〜第５高調波
を適用するのが好ましい。
【００７６】
次に、レーザ照射装置を用いた照射方法について述べる。有機化合物層（図示せず）が
設けられた基板３０が移動機構２３０９に装着されると、ＰＣ２３０２は図外のカメラに
よって、レーザ光を照射する有機化合物層の位置を検出する。次いで、ＰＣ２３０２は、
検出した位置データに基づいて、移動機構２３０９を移動させるための移動データを生成
する。
【００７７】
この後、ＰＣ２３０２が、ドライバ２３１１を介して音響光学変調器２３０６の出力光
量を制御することにより、レーザ発振器２３０３から出力されたレーザ光は、光学系２３
０５によって減衰された後、音響光学変調器２３０６によって所定の光量になるように光
量が制御される。一方、音響光学変調器２３０６から出力されたレーザ光は、光学系２３
０７で光路及びビームスポット形状を変化させ、レンズで集光した後、基板３０上に該レ
ーザ光を照射する。
【００７８】
このとき、ＰＣ２３０２が生成した移動データに従い、移動機構２３０９をＸ方向及び
Ｙ方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザ光が照射され、レーザ光の光エネ
ルギーが熱エネルギーに変換され、基板３０上に設けられた有機化合物層に選択的にレー
ザ光を照射することができる。なお、ここでは移動機構２３０９を移動させてレーザ光の
照射を行う例を示しているが、光学系２３０７を調整することによってレーザ光をＸ方向
およびＹ方向に移動させてもよい。
【００７９】
上記の通り、レーザ光の照射によりデータの書き込みを行う本発明の構成は、半導体装
置を簡単に大量に作製することができる。従って、安価な半導体装置を提供することがで
きる。
【実施例４】
【００８０】
本実施例では、基板上に有機素子を作製し、その有機素子に電気的作用によりデータの
書き込みを行った結果について説明する。
【００８１】
有機素子は、基板上に、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子であり、第１の導電層は酸化珪素とインジウム錫酸化物の
化合物（ＩＴＳＯと略称されることがある）、第１の有機化合物層は４，４’−ビス［Ｎ
−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（ＴＰＤと略称される
ことがある）、第２の有機化合物層は、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フ
ェニル−アミノ］−ビフェニル（α−ＮＰＤと略称されることがある）、第２の導電層は
アルミニウム、により形成した。また、第１の有機化合物層は１０ｎｍ、第２の有機化合
物層は５０ｎｍの膜厚で形成した。なお、有機化合物層合計の膜厚は５〜６０ｎｍ、好ま
しくは１０〜２０ｎｍである。また、各有機化合物層の導電率は１０−１５Ｓ／ｃｍ−１
以上、１０−３Ｓ／ｃｍ−１以下である。
【００８２】
まず、電気的作用によりデータの書き込みを行う前と、電気的作用によりデータを書き
込んだ後の、有機素子の電流電圧特性の測定結果について、図８を用いて説明する。
【００８３】
図８は、横軸が電圧値、縦軸が電流値、プロット２６１は電気的作用によりデータを書
き込む前の有機素子の電流電圧特性、プロット２６２は電気的作用によりデータを書き込
んだ後の有機素子の電流電圧特性を示す。図８から、データの書き込み前と、データの書
き込み後とで、有機素子の電流電圧特性には大きな変化がみられる。例えば、印加電圧１
Ｖでは、データ書き込み前の電流値は４．８×１０−５ｍＡであるのに対し、データ書き
込み後の電流値は１．１×１０２ｍＡであり、データの書き込み前と、データの書き込み
後では、電流値に７桁の変化が生じている。
【００８４】
このように、データの書き込み前と、データの書き込み後では、有機素子の抵抗値に変
化が生じており、この有機素子の抵抗値の変化を、電圧値又は電流値により読み取れば、
記憶回路として機能させることができる。
【００８５】
なお、上記のような有機素子を記憶回路として用いる場合、データの読み出し動作の度
に、有機素子には所定の電圧値（短絡しない程度の電圧値）が印加され、その抵抗値の読
み取りが行われる。従って、上記の有機素子の電流電圧特性には、読み出し動作を繰り返
し行っても、つまり、所定の電圧値を繰り返し印加しても、変化しないような特性が必要
となる。
【００８６】
そこで、データの読み出し動作を行った後の有機素子の電流電圧特性の測定結果につい
て、図９を用いて説明する。
【００８７】
なお、この実験では、データの読み出し動作を１回行う度に、有機素子の電流電圧特性
を測定した。データの読み出し動作を複数回行うことにより、有機素子の電流電圧特性の
測定を行った。また、この電流電圧特性の測定は、電気的作用によりデータの書き込みが
行われて抵抗値が変化した有機素子と、抵抗値が変化していない有機素子の、２つの有機
素子に対して行った。
【００８８】
図９は、横軸が電圧値、縦軸が電流値、プロット２７２は電気的作用によりデータの書
き込みが行われて抵抗値が変化した有機素子の電流電圧特性、プロット２７１は抵抗値が
変化していない有機素子の電流電圧特性を示す。
【００８９】
プロット２７１から分かるように、抵抗値が変化していない有機素子の電流電圧特性は
、電圧値が１Ｖ以上のときに特に良好な再現性を示す。同様に、プロット２７２から分か
るように、抵抗値が変化した有機素子の電流電圧特性は、特に良好な再現性を示す。
【００９０】
上記の結果から、データの読み出し動作を複数回繰り返し行っても、その電流電圧特性
は変化しないことが分かる。従って、上記の有機素子を記憶回路として用いることができ
る。
【実施例５】
【００９１】
次に、図２８に示すような基板上に有機素子を作製した試料１〜試料６において、有機
素子に電気的にデータの書き込みを行ったときの電流電圧特性の測定結果を図２５〜２７
に示す。なお、ここでは、有機素子に電圧を印加して、有機素子を短絡させて書き込みを
行った。有機化合物層合計の膜厚は５〜６０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍである。ま
た、各有機化合物層の導電率は１０−１５Ｓ／ｃｍ−１以上、１０−３Ｓ／ｃｍ−１以下
である。
【００９２】
図２５〜２７は、それぞれ、横軸が電圧、縦軸が電流密度値、丸印のプロットはデータ
を書き込む前の有機素子の電流電圧特性の測定結果、四角印のプロットはデータを書き込
んだ後の、有機素子の電流電圧特性の測定結果を示す。また、試料１〜試料６の水平面に
おける大きさは、２ｍｍ×２ｍｍである。
【００９３】
試料１としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の導電層の順に積層した素
子である。ここでは、図２８（Ａ）に示すように、第１の導電層を酸化珪素を含むインジ
ウム錫酸化物（ＩＴＯ）で形成し、第１の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の導電層
をアルミニウムで形成した。また、第１の有機化合物層を厚さ５０ｎｍで形成した。試料
１の電流電圧特性の測定結果を図２５（Ａ）に示す。
【００９４】
また、試料２としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の導電層の順に積層
した素子である。ここでは、図２８（Ｂ）に示すように、第１の導電層を酸化珪素を含む
ＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層を、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８
，８，−テトラシアノキノジメンタン（Ｆ４−ＴＣＮＱと略称されることがある）を添加
したＴＰＤで形成し、第２の導電層をアルミニウムで形成した。また、第１の有機化合物
層を厚さ５０ｎｍで、Ｆ４−ＴＣＮＱを０．０１ｗｔ％添加して形成した。試料２の電流
電圧特性の測定結果を図２５（Ｂ）に示す。
【００９５】
また、試料３としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子である。ここでは、図２８（Ｃ）に示すように、第１の導
電層を酸化珪素を含むＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の有
機化合物層をＦ４−ＴＣＮＱで形成し、第２の導電層をアルミニウムで形成した。また、
第１の有機化合物層を厚さ５０ｎｍで形成し、第２の有機化合物層を厚さ１ｎｍで形成し
た。試料３の電流電圧特性の測定結果を図２６（Ａ）に示す。
【００９６】
また、試料４としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子である。ここでは、図２８（Ｄ）に示すように、第１の導
電層を酸化珪素を含むＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層をＦ４−ＴＣＮＱで形成し、
第２の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の導電層をアルミニウムで形成した。また、
第１の有機化合物層を厚さ１ｎｍで形成し、第２の有機化合物層を厚さ５０ｎｍで形成し
た。試料４の電流電圧特性の測定結果を図２６（Ｂ）に示す。
【００９７】
また、試料５としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子である。ここでは、図２８（Ｅ）に示すように、第１の導
電層を酸化珪素を含むＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層を、Ｆ４−ＴＣＮＱを添加し
たＴＰＤで形成し、第２の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の導電層をアルミニウム
で形成した。また、第１の有機化合物層を厚さ４０ｎｍで、Ｆ４−ＴＣＮＱを０．０１ｗ
ｔ％添加して形成した。また、第２の有機化合物層を厚さ４０ｎｍで形成した。試料５の
電流電圧特性の測定結果を図２７（Ａ）に示す。
【００９８】
また、試料６としては、第１の導電層、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層、第
２の導電層の順に積層した素子である。ここでは、図２８（Ｆ）に示すように、第１の導
電層を酸化珪素を含むＩＴＯで形成し、第１の有機化合物層をＴＰＤで形成し、第２の有
機化合物層をＦ４−ＴＣＮＱを添加したＴＰＤで形成し、第２の導電層をアルミニウムで
形成した。また、第１の有機化合物層を厚さ４０ｎｍで形成した。また、第２の有機化合
物層を厚さ４０ｎｍで、Ｆ４−ＴＣＮＱを０．０１ｗｔ％添加して形成した。試料６の電
流電圧特性の測定結果を図２７（Ｂ）に示す。
【００９９】
図２５〜２７に示す実験結果からも、試料１〜試料６において、データの書き込み前と
、有機素子の短絡前後で、有機素子の電流電圧特性に大きな変化がみられる。また、これ
らの試料の有機素子において、各有機素子が短絡する電圧にも再現性があり、誤差は０．
１Ｖ以内であった。
【０１００】
次に、試料１〜試料６の書き込み電圧、及び書き込み前後の特性を表１に示す。
【表１】
【０１０１】
表１において、書き込み電圧（Ｖ）は、各有機素子が短絡するときの印加電圧を示す。
また、Ｒ（１Ｖ）は、書き込み後の有機素子に電圧を１Ｖ印加したときの電流密度を、書
き込み前の有機素子に電圧を１Ｖ印加したときの電流密度で除した値である。同様に、Ｒ
（３Ｖ）は、書き込み後の有機素子に電圧を３Ｖ印加した時の電流密度を、書き込み前の
有機素子に３Ｖ印加した時の電流密度で除した値である。即ち、有機素子の書き込み前後
における電流密度の変化を示す。印加電圧が３Ｖの場合と比較して１Ｖ印加した場合、有
機素子の書き込み前後における電流密度の変化は１０の４乗以上と大きいことが分かる。
【実施例６】
【０１０２】
剥離プロセスを用いて、フレキシブルなＩＤタグを構成する場合の例について図２０を
用いて説明する。ＩＤタグはフレキシブルな保護層２００１、２００３、および剥離プロ
セスを用いて形成されたＩＤチップ２００２より構成される。本実施例において、アンテ
ナ２００４はＩＤチップ２００２上ではなく、保護層２００３上に形成され、ＩＤチップ
２００２に電気的に接続されている。図２０（Ａ）では保護層２００３上にのみ形成され
ているが、保護層２００１上にもアンテナを形成しても良い。アンテナは銀、銅、または
それらでメッキされた金属であることが望ましい。ＩＤチップ２００２とアンテナとの接
続は異方性導電膜を用い、ＵＶ処理をおこない接続をおこなうが、接続方法はこれに限定
されない。
【０１０３】
図２０（Ｂ）は図２０（Ａ）の断面を示したものである。ＩＤチップ２００２の厚さは
５μｍ以下であり、望ましくは０．１μｍ〜３μｍの厚さを有する。また保護層２００１
、２００３の厚さは、保護層２００１、２００３を重ねたときの厚さをｄとしたとき、（
ｄ／２）±３０μｍとなっていることが望ましく、とくに（ｄ／２）±１０μｍであれば
最良である。保護層２００１、２００３の厚さは１０μｍ〜２００μｍであることが望ま
しい。ＩＤチップ２００２の面積は５ｍｍ角以下であり、望ましくは０．３ｍｍ角〜４ｍ
ｍ角の面積を有する。
【０１０４】
保護層２００１、２００３は有機樹脂材料で形成され折り曲げに対して強い構造をもって
いる。剥離プロセスを用いたＩＤチップ２００２自体も単結晶半導体に比べて、折り曲げ
に対して強いため、保護層２００１、２００３と密着させることが可能である。このよう
な保護層２００１、２００３で囲われたＩＤチップをさらに他の個体物の表面または内部
に配置しても良い。また、紙の中に埋め込んでも良い。
【実施例７】
【０１０５】
ＩＤチップを曲面にはる場合、つまり、ＩＤチップが弧を描いている方向と垂直にＴＦ
Ｔを配置した例について図１９を用いて説明する。図１９のＩＤチップが含むＴＦＴは、
電流が流れる方向、すなわち、ドレイン電極〜ゲート電極〜ソース電極の位置は直線状に
あり、応力の影響が少なくなるような配置となっている。このような配置をおこなうこと
によって、ＴＦＴ特性の変動を抑えることができる。また、ＴＦＴを構成する結晶は電流
の流れる方向にそろっており、これらをＣＷＬＣなどで形成することによって、Ｓ値を０
．３５Ｖ／ｄｅｃ以下、（好ましくは０．０９〜０．２５Ｖ／ｄｅｃ）、移動度を１００
ｃｍ２／Ｖｓ以上にすることができる。
このようなＴＦＴを用いて１９段リングオシレータを構成した場合において、電源電圧
３〜５Ｖにおいて、その発振周波数は１ＭＨ以上、好ましくは１００ＭＨｚ以上の特性を
有する。電源電圧３〜５Ｖにおいて、インバータ１段あたりの遅延時間は２６ｎｓ、好ま
しくは０．２６ｎｓ以下を有する。
【０１０６】
また、応力に対して、ＴＦＴなどのアクティブ素子を破壊させないためには、ＴＦＴな
どのアクティブ素子の活性領域（シリコンアイランド部分）の面積が全体の面積に占める
割合は、５％〜５０％であることが望ましい。
ＴＦＴなどのアクティブ素子の存在しない領域には下地絶縁材料、層間絶縁材料および
配線材料が主として設けられている。ＴＦＴの活性領域以外の面積は全体の面積の６０％
以上であることが望ましい。
アクティブ素子の活性領域の厚さは２０ｎｍ〜２００ｎｍ、代表的には４０〜１７０ｎ
ｍ、好ましくは４５〜５５ｎｍ、１４５〜１５５ｎｍを有する。
【０１０７】
また、ＴＦＴ２４０１が単体でまたは単体に近い状態で半導体装置内に配置されると（
図２４（Ａ））、静電気による破壊、または、剥離工程を有する場合のストレスによる破
壊などが起こりやすくなる。そこで、図２４（Ｂ）〜（Ｅ）にあるようにＴＦＴの周囲に
シリコン、メタル等のダミーパターンまたはダミーＴＦＴを置くことによって、静電気ま
たはストレスによる破壊を防止することができる。図２４（Ｂ）はＴＦＴ２４０２の左右
にダミーＴＦＴ２４０３を配置した例である。図２４（Ｃ）はＴＦＴ２４０４の上下にダ
ミーＴＦＴ２４０５を配置した例である。図２４（Ｄ）はＴＦＴ２４０６の周りにダミー
パターン２４０７を配置した例である。図２４（Ｅ）はＴＦＴ２４０８の四方にダミーＴ
ＦＴ２４０９を配置した例である。
【０１０８】
また対象物の表面が曲面を有しており、それにより該曲面に貼り合わされたＩＤチップ
の支持体が、錐面、柱面など母線の移動によって描かれる曲面を有するように曲がってし
まう場合、該母線の方向とＴＦＴのキャリアが移動する方向とを揃えておくことが望まし
い。上記構成により、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出るのを
抑えることができる。また、島状の半導体膜が集積回路内において占める面積の割合を、
１〜３０％とすることで、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出る
のをより抑えることができる。本実施例は、上記の実施の形態や他の実施例と組み合わせ
て用いることが可能である。
【実施例８】
【０１０９】
本実施例では本発明を用いた回路に外付けのアンテナをつけた例について図１０、図１
１を用いて説明する。
【０１１０】
図１０（Ａ）は回路の周りを一面のアンテナで覆ったものである。基板１０００上にア
ンテナ１００１を構成し、本発明を用いた回路１００２を接続する。図面では回路１００
２の周りをアンテナ１００１で覆う構成になっているが、全面をアンテナで覆い、その上
に電極を構成した回路１００２を貼り付けるような構造を取っても良い。
【０１１１】
図１０（Ｂ）は細いアンテナを回路の周りを回るように配置したものである。基板１０
０３上にアンテナ１００４を構成し、本発明を用いた回路１００５を接続する。なお、ア
ンテナの配線は一例であってこれに限定するものではない。
【０１１２】
図１０（Ｃ）は高周波数のアンテナである。基板１００６上にアンテナ１００７を構成
し、本発明を用いた回路１００８を接続する。
【０１１３】
図１０（Ｄ）は１８０度無指向性（どの方向からでも同じく受信可能）なアンテナであ
る。基板１００９上にアンテナ１０１０を構成し、本発明を用いた回路１０１１を接続す
る。
【０１１４】
図１０（Ｅ）は棒状に長く伸ばしたアンテナである。基板１０１２上にアンテナ１０１
３を構成し、本発明を用いた回路１０１４を接続する。
【０１１５】
本発明を用いた回路とこれらのアンテナへの接続は公知の方法で行うことができる。例
えばアンテナと回路をワイヤボンディング接続やバンプ接続を用いて接続する、あるいは
チップ化した回路の一面を電極にしてアンテナに貼り付けるという方法を取ってもよい。
この方式ではＡＣＦ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ；異方
性導電性フィルム）を用いて貼り付けることができる。
【０１１６】
アンテナに必要な長さは受信に用いる周波数によって適正な長さが異なる。一般には波
長の整数分の１の長さにすると良いとされる。例えば周波数が２．４５ＧＨｚの場合は約
６０ｍｍ（１／２波長）、約３０ｍｍ（１／４波長）とすれば良い。
【０１１７】
また、本発明の回路上に基板を取りつけ、さらにその上にアンテナを構成してもよい。
図１１（Ａ）〜（Ｃ）にその一例として回路上に基板を取りつけ、らせん状のアンテナを
配置したものの上面図および断面図を示す。１１００は上部基板を、１１０１はアンテナ
配線を示しいている。
【０１１８】
なお、本実施例に示した例はごく一例であり、アンテナの形状を限定するものではない
。あらゆる形状のアンテナについて本発明は実施することが可能である。この実施例は実
施形態および上記の実施例１〜６のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現す
ることができる。
【実施例９】
【０１１９】
本実施例では本発明の半導体装置は、ＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、トランス
ポンダ、紙幣、有価証券、パスポート、電子機器、バッグ及び衣類に用いることができる
。ここでは、ＩＣカード、ＩＤタグおよびＩＤチップなどの例について図１８を用いて説
明する。なお、ＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ等は、電源回路、クロック発生回路
、データ復調回路、データ変調回路、制御回路、インターフェイス回路等を有していても
よい。
【０１２０】
図１８（Ａ）はＩＣカードであり、個人の識別用のほかに内蔵された回路のメモリが書
き換え可能であることを利用して現金を使わずに代金の決済が可能なクレジットカード、
あるいは電子マネーといったような使い方もできる。ＩＣカード１８００の中に本発明を
用いた回路部１８０１を組み込んでいる。
【０１２１】
図１８（Ｂ）はＩＤタグであり、個人の識別用のほかに、小型化可能であることから特
定の場所での入場管理などに用いることができる。ＩＤタグ１８１０の中に本発明を用い
た回路部１８１１を組み込んでいる。
【０１２２】
図１８（Ｃ）はスーパーマーケットなどの小売店で商品を扱う際の商品管理を行うため
のＩＤチップ１８２２を商品１８２０に貼付した例である。本発明はＩＤチップ１８２２
内の回路に適用される。このようにＩＤチップを用いることにより、在庫管理が容易にな
るだけではなく、万引きなどの被害を防ぐことも可能である。図面ではＩＤチップ１８２
２が剥がれ落ちてしまうことを防ぐために接着を兼ねた保護膜１８２１を用いているが、
ＩＤチップ１８２２を接着剤を用いて直接貼付するような構造を取っていてもよい。また
、商品に貼付する構造上、実施例２で挙げたフレキシブル基板を用いて作製すると好まし
い。
【０１２３】
図１８（Ｄ）は商品製造時に識別用のＩＤチップを組み込んだ例である。図面では例と
してディスプレイの筐体１８３０にＩＤチップ１８３１が組み込まれている。本発明はＩ
Ｄチップ１８３１内の回路に適用される。このような構造を取ることにより製造メーカー
の識別、商品の流通管理などを容易に行うことができる。なお、図面ではディスプレイの
筐体を例として取り上げているが、本発明はこれに限定されることはなく、さまざまな電
子機器、物品に対して適用することが可能である。
【０１２４】
図１８（Ｅ）は物品搬送用の荷札である。図面では荷札１８４０内にＩＤチップ１８４
１が組み込まれている。本発明はＩＤチップ１８４１内の回路に適用される。このような
構造を取ることにより搬送先の選別や商品の流通管理などを容易に行うことができる。な
お、図面では物品を縛るひも状のものにくくりつけるような構造を取っているが、本発明
はこれに限定されることはなく、シール材のようなものを用いて物品に直接貼付するよう
な構造を取ってもよい。
【０１２５】
図１８（Ｆ）は本１８５０にＩＤチップ１８５２が組み込まれたものである。本発明は
ＩＤチップ１８５２内の回路に適用される。このような構造を取ることにより書店におけ
る流通管理や図書館などでの貸し出し処理などを容易に行うことができる。図面ではＩＤ
チップ１８５２が剥がれ落ちてしまうことを防ぐために接着を兼ねた保護膜１８５１を用
いているが、ＩＤチップ１８５２を接着剤を用いて直接貼付するような構造を取る、また
は本１８５０の表紙に埋め込む構造を取っていてもよい。
【０１２６】
図１８（Ｇ）は紙幣１８６０にＩＤチップ１８６１が組み込まれたものである。本発明
はＩＤチップ１８６１内の回路に適用される。このような構造を取ることにより偽札の流
通を阻止することが容易に行える。なお、紙幣の性質上ＩＤチップ１８６１が剥がれ落ち
るのを防ぐために紙幣１８６０に埋め込むような構造を取るとより好ましい。本発明は紙
幣に限らず、有価証券、パスポートなど紙を材質にしたものに適用可能である。
【０１２７】
図１８（Ｈ）は靴１８７０にＩＤチップ１８７２が組み込まれたものである。本発明は
ＩＤチップ１８７２内の回路に適用される。このような構造を取ることにより製造メーカ
ーの識別、商品の流通管理などを容易に行うことができる。図面ではＩＤチップ１８７２
が剥がれ落ちてしまうことを防ぐために接着を兼ねた保護膜１８７１を用いているが、Ｉ
Ｄチップ１８７２を接着剤を用いて直接貼付するような構造を取る、または靴１８７０に
埋め込む構造を取っていてもよい。本発明は靴に限らず、バッグ、衣類など身に付けるも
のに適用可能である。
【０１２８】
セキュリティ確保を目的として、多様な物品へＩＤチップを実装する場合を説明する。
セキュリティ確保とは、盗難防止又は偽造防止の面から捉えることができる。
【０１２９】
盗難防止の例として、バッグにＩＤチップを実装する場合を説明する。図１３に示すよ
うに、バッグ１３０１にＩＤチップ１３０２を実装する。例えば、バッグ１３０１の底又
は側面の一部等にＩＤチップ１３０２を実装することができる。ＩＤチップ１３０２は非
常に薄型で小さいため、バッグ１３０１のデザイン性を低下させずに実装することができ
る。加えてＩＤチップ１３０２は透光性を有し、盗難者はＩＤチップ１３０２が実装され
ているかを判断しにくい。そのため、盗難者によってＩＤチップ１３０２が取り外される
恐れがない。
【０１３０】
このようなＩＤチップ実装バッグが盗難された場合、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐ
ｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いてバッグの現在位置に関する情報を得るこ
とができる。なおＧＰＳとは、ＧＰＳ用の衛星から送られる信号をとらえてその時間差を
求め、これをもとに測位するシステムである。
【０１３１】
また盗難された物品以外にも忘れ物や落とし物を、ＧＰＳを用いて現在位置に関する情報
を得ることができる。
【０１３２】
またバッグ以外にも、自動車、自転車等の乗物、時計やアクセサリーにＩＤチップを実
装することができる。
【０１３３】
次に偽造防止の例として、パスポートや免許証等にＩＤチップを実装する場合を説明す
る。
【０１３４】
図１４（Ａ）に、ＩＤチップを実装したパスポート１４０１を示す。図１４（Ａ）では
ＩＤチップ１４０２がパスポート１４０１の表紙に実装されているが、その他のページに
実装してもよく、ＩＤチップ１４０２は透光性を有するため表面に実装してもよい。また
ＩＤチップ１４０２を表紙等の材料で挟み込むようにし、表紙の内部に実装することも可
能である。
【０１３５】
図１４（Ｂ）には、ＩＤチップを実装した免許証１４０３を示す。図１４（Ｂ）では、
ＩＤチップ１４０４が免許証１４０３の内部に実装されている。またＩＤチップ１４０４
は透光性を有するため、免許証１４０３の印刷面上に設けても構わない。例えば。ＩＤチ
ップ１４０４は免許証１４０３の印字面上に実装し、フィルムで覆うことができる。また
ＩＤチップ１４０４を免許証１４０３の材料で挟み込むようにし、内部に実装することも
可能である。
【０１３６】
以上のような物品にＩＤチップを実装することにより、偽造を防止することができる。
また上述したバッグにＩＤチップを実装し、偽造を防止することもできる。加えて非常に
薄型で小さいＩＤチップを用いるため、パスポートや免許証等のデザイン性を損ねること
がない。さらにＩＤチップは透光性を有するため、表面に実装しても構わない。
【０１３７】
またＩＤチップにより、パスポートや免許証等の管理を簡便に行うことができる。さら
にパスポートや免許証等に直接情報を記入することなく、ＩＤチップに保存することがで
きるため、プライバシーを守ることができる。
【０１３８】
安全管理を行うため、食料品等の商品へＩＤチップを実装する場合を図１５を用いて説
明する。
ＩＤチップ１５０３を実装したラベル１５０２と、当該ラベル１５０２が貼られた肉の
パック１５０１を示す。ＩＤチップ１５０３はラベル１５０２の表面に実装していてもよ
いし、ラベル１５０２内部に実装してもよい。また野菜等の生鮮食品の場合、生鮮食品を
覆うラップにＩＤチップを実装してもよい。
【０１３９】
ＩＤチップ１５０３には、商品の生産地、生産者、加工年月日、賞味期限等の商品に関
する基本事項、更には商品を用いた調理例等の応用事項を記録することができる。このよ
うな基本事項は、書き換える必要がないためＭＲＯＭ（マスクＲＯＭ：Ｍａｓｋ Ｒｅａ
ｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や前述した有機素子を用いたメモリ等の書き換え不能なメ
モリを用いて記録するとよい。
【０１４０】
また食料品の安全管理を行うためには、加工前の動植物の状態を知り得ることが重要で
ある。そのため、動植物内にＩＤチップを埋め込み、リーダ装置によって動植物に関する
情報を取得するとよい。動植物に関する情報とは、飼育地、飼料、飼育者、伝染病の感染
の有無等である。
【０１４１】
またＩＤチップに、商品の値段が記録されていれば、従来のバーコードを用いる方式よ
りも、簡便、短時間に商品の精算を行うことが可能となる。すなわち、ＩＤチップが実装
された複数の商品を一挙に精算することができる。但し、このように複数のＩＤチップを
読み取る場合、アンチコリジョン機能をリーダ装置に搭載する必要がある。
【０１４２】
さらにＩＤチップの通信距離によっては、レジスターと商品との距離が遠くても、商品
の精算を可能とすることができる。またＩＤチップは万引き防止にも役立つ。
【０１４３】
さらにＩＤチップは、バーコード、磁気テープ等のその他の情報媒体と併用することも
できる。例えば、ＩＤチップには書き換え不要な基本事項を記録し、バーコードには更新
すべき情報、例えば値引き価格や特価情報を記録するとよい。バーコードはＩＤチップと
異なり、情報の修正を簡便に行うことができるからである。
【０１４４】
このようにＩＤチップを実装することにより、消費者へ提供できる情報を増大させるこ
とができるため、消費者は安心して商品を購入することができる。
【０１４５】
物流管理を行うため、ビール瓶等の商品へＩＤチップを実装する場合を説明する。図１
６（Ａ）に示すように、ビール瓶にＩＤチップ１６０２を実装する。例えば、ラベル１６
０１を用いてＩＤチップ１６０２を実装することができる。
【０１４６】
ＩＤチップには、製造日、製造場所、使用材料等の基本事項を記録する。このような基
本事項は、書き換える必要がないためＭＲＯＭ（マスクＲＯＭ：Ｍａｓｋ Ｒｅａｄ Ｏ
ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や前述した有機素子を用いたメモリ等の書き換え不能なメモリを
用いて記録するとよい。加えてＩＤチップには、各ビール瓶の配送先、配送日時等の個別
事項を記録する。例えば、図１６（Ｂ）に示すように、各ビール瓶１６０３がベルトコン
ベア１６０６により流れ、ライタ装置１６０５を通過するときに、ラベル１６０４に内蔵
されたＩＤチップ１６０７に各配送先、配送日時を記録することができる。このような個
別事項は、本発明の有機メモリを用いて記録するとよい。
【０１４７】
また配達先から購入された商品情報がネットワークを通じて物流管理センターへ送信さ
れると、この商品情報に基づき、ライタ装置又は当該ライタ装置を制御するパーソナルコ
ンピュータ等が配送先や配送日時を算出し、ＩＤチップへ記録するようなシステムを構築
するとよい。
【０１４８】
また配達はケース毎に行われるため、ケース毎、又は複数のケース毎にＩＤチップを実
装し、個別事項を記録することもできる。
【０１４９】
このような複数の配達先が記録されうる飲料品は、ＩＤチップを実装することにより、
手作業で行う入力にかかる時間を削減でき、それに起因した入力ミスを低減することがで
きる。加えて物流管理の分野において最もコストのかかる人件費用を削減することができ
る。従って、ＩＤチップを実装したことにより、ミスの少ない、低コストな物流管理を行
うことができる。
【０１５０】
さらに配達先において、ビールに合う食料品や、ビールを使った料理法等の応用事項を
記録してもよい。その結果、食料品等の宣伝を兼ねることができ、消費者の購買意欲を高
めることができる。このような応用事項は、本発明の有機メモリを用いて記録するとよい
。このようにＩＤチップを実装することにより、消費者へ提供できる情報を増大させるこ
とができるため、消費者は安心して商品を購入することができる。
【０１５１】
製造管理を行うため、ＩＤチップを実装した製造品と、当該ＩＤチップの情報に基づき
制御される製造装置（製造ロボット）について説明する。
【０１５２】
現在、オリジナル商品を生産する場面が多くみられ、このような場合、生産ラインでは
当該商品のオリジナル情報に基づくように生産する。例えば、ドアの塗装色を自由に選択
することができる自動車の生産ラインにおいては、自動車の一部にＩＤチップを実装し、
当該ＩＤチップからの情報に基づき、塗装装置を制御する。そしてオリジナルな自動車を
生産することができる。
ＩＤチップを実装する結果、事前に生産ラインに投入される自動車の順序や同色を有する
数を調整する必要がない。強いては、自動車の順序や数それに合わせるように塗装装置を
制御するプログラムを設定しなくてすむ。すなわち製造装置は、自動車に実装されたＩＤ
チップの情報に基づき、個別に動作することができる。
【０１５３】
このようにＩＤチップは様々な場所で使用することができる。そしてＩＤチップに記録
された情報により、製造に関する固有情報を得ることができ、当該情報に基づき製造装置
を制御することができる。
【０１５４】
次に、本発明のＩＤチップを用いたＩＣカードを、電子マネーとして利用する形態につ
いて説明する。図１７に、ＩＣカード１７０１を用いて、決済をおこなっている様子を示
す。ＩＣカード１７０１は、本発明のＩＤチップ１７０２を有している。ＩＣカード１７
０１の利用の際には、レジスター１７０３、リーダ／ライタ１７０４を用いる。ＩＤチッ
プ１７０２には、ＩＣカード１７０１に入金されている金額の情報が保持されており、リ
ーダ／ライタ１７０４は該金額の情報を非接触で読み取り、レジスター１７０３に送信す
ることができる。レジスター１７０３では、ＩＣカード１７０１に入金されている金額が
、決済する金額以上であることを確認し、決済を行なう。そしてリーダ／ライタ１７０４
に決済後の残額の情報を送信する。リーダ／ライタ１７０４は該残額の情報を、ＩＣカー
ド１７０１のＩＤチップ１７０２に書き込むことができる。
【０１５５】
なおリーダ／ライタ１７０４に、暗証番号などを入力することができるキー１７０５を
付加し、第三者によってＩＣカード１７０１を用いた決済が無断で行なわれるのを制限で
きるようにしても良い。
なお、本実施例に示した例はごく一例であり、これらの用途に限定するものではないこ
とを付記する。
【０１５６】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる物品の固体認識用のチップとし
て適用することが可能である。また、本発明は実施形態、実施例１〜９のどのような組み
合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【符号の説明】
【０１５７】
１００ メモリセル
１０１〜１１２ 有機素子
１１３〜１２４ トランジスタ
１２５〜１３０ スイッチ
１３１〜１３３ 電流源
１３４ 電源
１３５〜１３９ 電源端子
１４０〜１４３ 信号線
１４４〜１４６ センスアンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機素子、及び前記有機素子と並列に接続するトランジスタを有するメモリセルを複数と、
前記メモリセルの信号を検出する手段と、を有し、
複数の前記メモリセルは、直列に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
有機素子、及び前記有機素子と直列に接続するトランジスタを有するメモリセルを複数と、
前記メモリセルの信号を検出する手段と、を有し、
複数の前記メモリセルは、並列に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記メモリセルの信号を検出する手段は、センスアンプを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
電圧を印加して前記有機素子を短絡させることにより、前記有機素子にデータの書き込みを行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記有機素子は、一対の導電層と、前記一対の導電層に挟まれた有機化合物層と、を有し、
電圧を印加して前記一対の導電層の間の距離を変化させることにより、前記有機素子にデータの書き込みを行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載された半導体装置を有することを特徴とする、ＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、トランスポンダ、紙幣、有価証券、パスポート、電子機器、バッグ、又は衣類。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載された半導体装置と、
電源回路、クロック発生回路、データ復調回路、データ変調回路、制御回路、及びインターフェイス回路の少なくとも一つと、を有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１】
有機素子、及び前記有機素子と並列に接続するトランジスタを有するメモリセルを複数と、
前記メモリセルの信号を検出する手段と、を有し、
複数の前記メモリセルは、直列に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
有機素子、及び前記有機素子と直列に接続するトランジスタを有するメモリセルを複数と、
前記メモリセルの信号を検出する手段と、を有し、
複数の前記メモリセルは、並列に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記メモリセルの信号を検出する手段は、センスアンプを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
電圧を印加して前記有機素子を短絡させることにより、前記有機素子にデータの書き込みを行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記有機素子は、一対の導電層と、前記一対の導電層に挟まれた有機化合物層と、を有し、
電圧を印加して前記一対の導電層の間の距離を変化させることにより、前記有機素子にデータの書き込みを行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載された半導体装置を有することを特徴とする、ＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、トランスポンダ、紙幣、有価証券、パスポート、電子機器、バッグ、又は衣類。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載された半導体装置と、
電源回路、クロック発生回路、データ復調回路、データ変調回路、制御回路、及びインターフェイス回路の少なくとも一つと、を有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−２１１２１５（Ｐ２０１１−２１１２１５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５５７９（Ｐ２０１１−１１５５７９）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【分割の表示】特願２００５−３０６６０７（Ｐ２００５−３０６６０７）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【分割の表示】特願２００５−３０６６０７（Ｐ２００５−３０６６０７）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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