記憶装置及びその作製方法並びに半導体装置及びその作製方法
【課題】不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置、半導体装置を提供することを課題とする。
【解決手段】一対の導電層間に組成物層が挟まれた単純な構造の記憶素子を有することを特徴とする。上記特徴により、不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置を提供することができる。また、複数のメモリセル、第１の方向に延在する複数のビット線、及び第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数のワード線を有することを特徴とする。複数のメモリセルの各々は記憶素子を有する。記憶素子は、ビット線を構成する第１の導電層と、ワード線を構成する第２の導電層と、光学的作用により硬化する組成物層を有することを特徴とする。組成物層は、第１の導電層と第２の導電層の間に設けられている。
【解決手段】一対の導電層間に組成物層が挟まれた単純な構造の記憶素子を有することを特徴とする。上記特徴により、不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置を提供することができる。また、複数のメモリセル、第１の方向に延在する複数のビット線、及び第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数のワード線を有することを特徴とする。複数のメモリセルの各々は記憶素子を有する。記憶素子は、ビット線を構成する第１の導電層と、ワード線を構成する第２の導電層と、光学的作用により硬化する組成物層を有することを特徴とする。組成物層は、第１の導電層と第２の導電層の間に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを記憶する記憶装置に関する。また、本発明は、データを記憶する記憶装置を含み、非接触でデータの交信が可能な半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、データを記憶する記憶装置の開発が進められている。記憶装置としては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどがある。
【０００３】
また、近年、無線によるデータの送受信が可能な半導体装置の開発が進められている。このような半導体装置は、ＩＣチップ、ＩＣタグ、ＩＤチップ、ＩＤタグ、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）チップ、ＲＦタグ、無線チップ、無線タグ、電子チップ、電子タグ、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、トランスポンダとよばれ、一部の市場で導入が開始されている（例えば、特許文献１参照）。このような半導体装置には、データを記憶する記憶装置が設けられている。
【特許文献１】特開２００４−２８２０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に挙げた記憶装置のうち、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭは揮発性であり、電源をオフするとデータが消去されてしまうため、電源をオンする度にデータを書き込む必要がある。ＦｅＲＡＭは不揮発性であるが、強誘電体層を含む容量素子を用いているため、作製工程が増加してしまう。マスクＲＯＭは、簡単な構造であるが、製造工程でデータを書き込む必要があり、製造後にデータを追記することはできない。ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリは、不揮発性であるが、２つのゲート電極を含む素子を用いているため、作製工程が増加してしまう。
【０００５】
上記の実情を鑑み、本発明は、不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置を提供することを課題とする。また、不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置を含む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】
【０００６】
本発明は、一対の導電層間に、光硬化する（光学的作用により硬化する）組成物層（組成物を含む層）が挟まれた単純な構造の記憶素子を有する記憶装置を提供することを特徴とする。上記特徴により、不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置を提供することができる。
【０００７】
本発明の記憶装置は、複数のメモリセル、第１の方向に延在する複数のビット線、及び第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数のワード線を有する。そして、複数のメモリセルの各々は記憶素子を有する。記憶素子は、ビット線を構成する第１の導電層と、ワード線を構成する第２の導電層と、光学的作用により硬化する組成物層（組成物を含む層）を有する。組成物層は、第１の導電層と第２の導電層の間に設けられている。
【０００８】
本発明の記憶装置は、複数のメモリセルを有する。複数のメモリセルの各々は、記憶素子とトランジスタを有する。記憶素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、光学的作用により硬化する組成物層（組成物を含む層）を有する。組成物層は、第１の導電層と第２の導電層の間に設けられている。
【０００９】
本発明の半導体装置は、複数のメモリセルとアンテナとを有する。複数のメモリセルの各々は、記憶素子とトランジスタを有する。記憶素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、光学的作用により硬化する組成物層（組成物を含む層）を有する。組成物層は、第１の導電層と第２の導電層の間に設けられている。
【００１０】
アンテナは、電磁波を交流の電気信号に変換する機能を有する。また、本発明の半導体装置は、アンテナから供給される交流の電気信号を基に電源電位を生成し、生成した電源電位をメモリセルに供給する電源回路を有する。
【００１１】
上記構成において、第１の導電層と第２の導電層の少なくとも一方は、透光性を有する。また、組成物層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤（光硬化剤ともよぶ）を含む。モノマーは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類、キャリア輸送性のユニットが導入されたアクリル酸エステル類（キャリア輸送性の置換基を含むアクリル酸エステル類）、キャリア輸送性のユニットが導入されたスチレン類（キャリア輸送性の置換基を含むスチレン類）、キャリア輸送性のユニットが導入されたエポキシ類（キャリア輸送性の置換基を含むエポキシ類）及びキャリア輸送性のユニットが導入されたビニルエーテル類（キャリア輸送性の置換基を含むビニルエーテル類）から選択された少なくとも１つである。また、オリゴマーは、アクリロイル基、スチリル基、エポキシ基及びビニルエーテル基から選択された少なくとも１つである。また、硬化剤は、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリドン誘導体、チタノセン誘導体及びホスフィンオキシド誘導体から選択された少なくとも１つである。
【００１２】
また、キャリア輸送性のユニット（キャリア輸送性の置換基）は、芳香族アミン、電子過剰型ヘテロ芳香環、縮合芳香環、電子欠如型ヘテロ芳香環又は典型金属キノリノール錯体である。より詳しくは、キャリア輸送性のユニット（キャリア輸送性の置換基）は、カルバゾール、トリフェニルアミン、チオフェン、ピロール、アントラセン、ピレン、ペリレン、ナフタレン、ピリジン、フェナントロリン、ビピリジン、イミダゾール、ジアゾ−ル又はトリアゾールである。
【００１３】
本発明の記憶装置の作製方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、第１の導電層に接するように、組成物を含む層を形成する工程と、組成物を含む層が硬化するように、組成物を含む層に光を照射する工程と、組成物を含む層に接するように、第２の導電層を形成する工程とを有し、組成物を含む層として、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を含む層を形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明の半導体装置の作製方法は、基板上にトランジスタを形成する工程と、トランジスタ上に第１の絶縁層を形成する工程と、第１の絶縁層に設けられた開口部を介して、トランジスタに電気的に接続された第１の導電層を形成する工程と、第１の導電層に電気的に接続された第２の導電層を形成する工程と、第２の導電層に接するように、組成物を含む層を形成する工程と、組成物を含む層が硬化するように、組成物を含む層に光を照射する工程と、組成物を含む層に接するように、第３の導電層を形成する工程とを有し、組成物を含む層として、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を含む層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の記憶装置は、一対の導電層間に、光学的作用により硬化する組成物層が挟まれた構造の記憶素子を有することを特徴とする。上記記憶素子は、構造が簡単なために作製が簡単であり、安価な記憶装置を提供することができる。また、メモリセルの面積を小型化することが容易であるために高集積化が容易であり、大容量の記憶装置を提供することができる。
【００１６】
また、本発明の記憶装置は、光学的作用によりデータの書き込みを行うものであり、不揮発性であって、データの追記が可能であることを特徴とする。上記特徴により、書き換えによる偽造を防止してセキュリティを確保しつつ、新たなデータを追記することができる。従って、本発明は、多機能化と高機能化と高付加価値化を実現した記憶装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の記憶装置は、電気的作用によりデータの書き込みを行うものであり、不揮発性であって、データの追記が可能であることを特徴とする。なお、本発明の記憶装置へのデータの追記は、記憶装置作製後、もしくは記憶装置を有する半導体装置作製後に行われても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
（実施の形態１）
【００１９】
本発明の記憶装置の構成について、図面を参照して説明する。より詳しくは、パッシブマトリクス型の記憶装置の構成について説明する。
【００２０】
本発明の記憶装置は、絶縁表面を有する基板３０上に、第１の方向に延在する第１の導電層２７と、第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２の導電層２８と、第１の導電層２７と第２の導電層２８の間に設けられた組成物層２９を有する（図１（Ａ）〜（Ｃ）参照、図１（Ａ）のＡ−Ｂと図１（Ｂ）のＡ−Ｂは対応し、図１（Ａ）のＣ−Ｄと図１（Ｃ）のＣ−Ｄは対応する）。第１の導電層２７、組成物層２９及び第２の導電層２８の積層体は、記憶素子８０に相当する。隣接する第１の導電層２７の間には、絶縁層３３が設けられている場合がある（図１（Ｃ）参照）。第１の導電層２７と第２の導電層２８は、ストライプ状に設けられている（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）。
【００２１】
また、隣接する記憶素子８０の間に絶縁層３３が設けられていない場合もあり、第１の導電層２７と組成物層２９は、互いに重なるように設けられている（図１（Ｂ）参照）。記憶素子８０が含む第１の導電層２７と第２の導電層２８の一方を第１の電極とよび、第１の導電層２７と第２の導電層２８の他方を第２の電極とよぶことがある。
【００２２】
基板３０は、ガラス基板、可撓性基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板等に相当する。可撓性基板とは、折り曲げることができる、フレキシブルな基板のことであり、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に相当する。
【００２３】
第１の導電層２７と第２の導電層２８は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。第１の導電層２７と第２の導電層２８は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法又は液滴吐出法により形成する。液滴吐出法とは、導電性材料を含む組成物の液滴を選択的に吐出して、任意の場所に導電層を設ける方法であり、その方式によってはインクジェット法とも呼ばれている。
【００２４】
本発明の記憶装置は、光学的作用によりデータの書き込みを行うため、第１の導電層２７と第２の導電層２８のうち、一方または両方が透光性を有することが必要である。透光性を有する導電層は、透光性のある導電性材料を用いて設けるか、または、透光性のある導電性材料でなくても、光を透過する厚さで導電性材料を用いて設けられる。透光性のある導電性材料は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の材料である。
【００２５】
また、本発明の記憶装置は、光学的作用ではなく、電気的作用によりデータの書き込みを行う場合がある。その場合には、第１の導電層２７と第２の導電層２８として用いる材料の透明性（透光性）は特に必要とされない。
【００２６】
本発明は、第１の導電層２７と第２の導電層２８の間に設けられる組成物層２９として、光学的作用により硬化する性質を有する材料を用いることを特徴する。組成物層２９は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤（光硬化剤ともよぶ）を含む。又は、組成物層２９は、モノマー、オリゴマー、硬化剤及び添加剤を含む。組成物層２９は、蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ゾル−ゲル法、印刷法、液滴吐出法等を用いて形成される。
【００２７】
第１の導電層２７、組成物層２９及び第２の導電層２８を含む記憶素子は、第１の導電層２７を形成する工程と、第１の導電層２７に接するように組成物層２９を形成する工程と、光を照射して組成物層２９を硬化させる工程と、硬化した組成物層２９に接するように第２の導電層２８を形成する工程とによって作製される。組成物層２９に照射する光としては、組成物層２９に含まれる硬化剤の吸収波長を有する光を発振する光源であればよく、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等を用いるとよい。例えば、１〜３８０ｎｍの波長に光を発振する光源を用いるとよい。
【００２８】
モノマーとは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類等に相当する。また、モノマーとは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類等の重合性置換基に、キャリア輸送性のユニットが導入されたものである。キャリア輸送性のユニットは、カルバゾールやトリフェニルアミンなどの芳香族アミン、チオフェンやピロールなどの電子過剰型へテロ芳香環、アントラセンやピレン、ペリレン、ナフタレンなどの縮合芳香環、ピリジン、フェナントロリン、ビピリジン、イミダゾールやジアゾ−ル、トリアゾールなどの電子欠如型へテロ芳香環、典型金属キノリノール錯体等が挙げられる。
【００２９】
オリゴマーとは、アクリロイル基、スチリル基、エポキシ基、ビニルエーテル基を少なくとも１つ以上有するものに相当する。また、オリゴマーとは、その分子量が５００以上、好ましくは１０００〜２０００に相当する。
【００３０】
硬化剤とは、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリドン誘導体、チタノセン誘導体、ホスフィンオキシド誘導体等に相当する。
【００３１】
添加剤とは、安定剤、フィラー、顔料に相当する。
【００３２】
次に、上記とは異なる記憶装置の断面構造について説明する。記憶装置は、第１の導電層２７と、絶縁層３４、３５と、組成物層２９と、第２の導電層２８を有する（図１（Ｄ）参照）。この構成では、第１の導電層２７をストライプ状に形成後、絶縁層３４、３５を形成する。その後、基板３０の全面に組成物層２９と第２の導電層２８を形成する。その際、基板３０上に設けられた絶縁層３４、３５により、第２の導電層２８が自己整合的に素子分離（分離）され、複数の記憶素子８０が設けられる。
【００３３】
また、断面構造は、上記の構造に制約されず、基板３０上に、複数のトランジスタ（薄膜トランジスタ）を含む層７９を設けて、複数のトランジスタを含む層７９上に、複数の記憶素子８０を含む層７７を設けてもよい（図２（Ａ）参照）。また、基板３０としてシリコンからなる半導体基板やＳＯＩ基板を用いて、基板３０をチャネル部として用いた複数のトランジスタ（電界効果トランジスタ）を含む層７８を設けて、複数のトランジスタを含む層７８上に、複数の記憶素子８０を含む層７７を設けてもよい（図２（Ｂ）参照）。
【００３４】
なお、図２（Ａ）（Ｂ）に示す複数の記憶素子８０を含む層７７では、隣接する記憶素子８０の間に絶縁層が設けられていないが、図１（Ｃ）（Ｄ）に示すように、隣接する記憶素子８０の間に、絶縁層を設けてもよい。
【００３５】
また、本発明の記憶装置は、第１の導電層２７、第２の導電層２８及び組成物層２９を含むメモリセルアレイ２２、ビット線駆動回路２６、ワード線駆動回路２４及びインターフェイス回路２３を有する（図３（Ａ）参照）。
【００３６】
メモリセルアレイ２２は、第１の方向に延在する複数のビット線Ｂ１〜Ｂｍ（ｍは１以上の自然数）と、第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数のワード線Ｗ１〜Ｗｎ（ｎは１以上の自然数）と、マトリクス状に設けられた複数のメモリセル２１を有する。複数のメモリセル２１の各々は、記憶素子８０を有する。記憶素子８０は、ビット線Ｂｘ（１≦ｘ≦ｍ、ｘは１以上の自然数）を構成する第１の導電層２７と、ワード線Ｗｙ（１≦ｙ≦ｎ、ｙは１以上の自然数）を構成する第２の導電層２８と、第１の導電層２７と第２の導電層２８との間に設けられた組成物層２９を有する。
【００３７】
なお、第１の導電層２７又は第２の導電層２８と、組成物層２９との間には、整流性を有する素子を設けてもよい。整流性を有する素子とは、ゲート電極とドレイン電極を接続したトランジスタ又はダイオードに相当する。ダイオードは、ＰＮ接合を有するダイオード、ＰＩＮ接合を有するダイオード、アバランシェダイオード等の他の構成のダイオードを用いてもよい。このように、整流性を有する素子を設けることにより、記憶素子８０の電流の流れる方向が一方向となり、誤差が減少し、電気的作用によるデータの読み出しの動作をより正確に行うことができる。
【００３８】
ワード線駆動回路２４は、ロウデコーダ２４ａとレベルシフタ２４ｂを有する。ビット線駆動回路２６は、カラムデコーダ２６ａ、読み出し回路２６ｂ及びセレクタ２６ｃを有する。インターフェイス回路２３は、外部から入力される信号をワード線駆動回路２４やビット線駆動回路２６に供給したり、ビット線駆動回路２６から出力される信号を外部に供給したりする回路である。なお、上記の構成はあくまで一例であり、センスアンプ、出力回路、バッファ回路等の他の回路を有していてもよい。
【００３９】
次に、本発明の記憶装置に対する、データの書き込み動作について説明する。本発明の記憶装置は、データの書き込みを光学的作用により行うことを特徴とする。より詳しくは、一対の導電層のうち、透光性を有する導電層側から、ランプ８１を用いて、組成物層２９に光を照射し、データの書き込みを行う（図１（Ｂ）参照）。本発明は、ランプ８１（光源８１）が照射された組成物層２９を含む記憶素子は、ランプ８１が照射されていない組成物層２９を含む記憶素子と比較すると、抵抗値が大きくなる又は抵抗値が小さくなることを利用するものである。例えば、光を照射していない組成物層２９を含む記憶素子を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む場合は、組成物層２９に光を照射する。特に、組成物層２９が含むキャリア輸送に関わる置換基（光を吸収する置換基）に光を照射する。
【００４０】
なお、図１（Ｂ）では、第２の導電層２８が透光性を有しているため、第２の導電層２８側（基板３０の上側であって、第２の導電層２８が基板３０とランプ８１に挟まれるよう）にランプ８１が設けられている。しかしながら、第１の導電層２７が透光性を有している場合、第１の導電層２７側（基板３０の下側であって、第２の導電層２８が基板３０とランプ８１に挟まれるよう）にランプ８１を設けてもよい。
【００４１】
データの書き込み動作の際に用いるランプ８１としては、硬化剤の吸収波長を有する光を発振するランプを用いるとよく、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等を用いる。また、データの書き込みの際には、レーザーを用いてもよい。
【００４２】
つまり、データの書き込み動作の際に用いる光源（ランプ８１）は、組成物層２９の吸収波長を有する光を発振する光源を用いるとよい。光源により、組成物層２９にエネルギーを与えられると、記憶素子８０の抵抗値が変化する。具体的には、光源により、組成物層２９にエネルギーを与えて、組成物層２９の温度を上昇させて記憶素子８０の抵抗値を変化させる。
【００４３】
また、本発明の記憶装置に対するデータの書き込みは、光学的作用だけではなく、電気的作用により行うことを特徴とする。具体的には、記憶素子が含む一対の導電層間に、所定の電圧を印加して、記憶素子８０の抵抗値を変化させることにより行う。所定の電圧が印加された記憶素子８０は、他の記憶素子８０と比較すると抵抗値が大幅に小さくなる。このように、電気的作用を加えることにより、記憶素子８０の抵抗値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、電気的作用を加えていない記憶素子８０を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む場合、選択された記憶素子８０に電圧を印加して、短絡させるように電流を流すことによって、短絡させる。
【００４４】
また、本発明は、記憶素子８０に所定の電圧を印加して、記憶素子８０を短絡させることによりデータを書き込む形態に制約されない。記憶素子８０の素子構造や印加する電圧値を調整することにより、記憶素子８０に所定の電圧を印加して、一対の導電層間の有機化合物層を高抵抗化（絶縁化）させることによりデータを書き込む形態を用いてもよい。この場合、高抵抗化した有機化合物層を含む記憶素子は、他の記憶素子と比較すると、抵抗値が大幅に高くなる。このように、電気的作用を加えることにより、記憶素子の抵抗値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、電気的作用を加えていない記憶素子を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む場合、選択された記憶素子に電圧を印加して一対の導電層間の有機化合物層を高抵抗化させる。
【００４５】
次に、本発明の記憶装置に対する、データの読み出し動作について説明する（図３（Ｂ）参照）。本実施の形態では、読み出し回路２６ｂは、抵抗素子４６とセンスアンプ４７を含む構成とする。
【００４６】
本発明の記憶装置は、データの読み出しを電気的作用により行うことを特徴とする。より詳しくは、第１の導電層２７と第２の導電層２８の間に電圧を印加して、組成物層２９の抵抗値を読み取ることにより、データの読み出しを行う。つまり、データの書き込みを光学的作用により行った場合、光学的作用を加えていない記憶素子の抵抗値Ｒ１と、光学的作用を加えた記憶素子の抵抗値Ｒ２は、互いに異なる。本発明は、このような記憶素子の抵抗値の相違を電気的に読み取ることにより、データの読み出しを行う。
【００４７】
また、データの書き込みを電気的作用により行った場合、電気的作用を加えていない記憶素子の抵抗値Ｒ３と、電気的作用を加えた記憶素子の抵抗値Ｒ４は、互いに異なる。このような記憶素子の抵抗値の相違を電気的に読み取ることにより、データの読み出しを行う。
【００４８】
例えば、メモリセルアレイ２２が含む複数のメモリセル２１から、ｘ列目ｙ行目に配置されたメモリセル２１のデータの読み出しを行う場合、まず、ロウデコーダ２４ａ、カラムデコーダ２６ａ、セレクタ２６ｃにより、ｘ列目のビット線Ｂｘと、ｙ行目のワード線Ｗｙを選択する。そうすると、選択されたメモリセル２１が含む記憶素子８０と、抵抗素子４６は、直列に接続された状態となる。記憶素子８０を抵抗素子とみなすと、直列に接続された２つの抵抗素子の両端に電圧が印加されると、ノードαの電位は、組成物層２９の抵抗値に従って、抵抗分割された電位（抵抗素子の一端の電位よりも低い電位）となる。ノードαの電位は、センスアンプ４７に供給され、当該センスアンプ４７において、「０」と「１」のどちらの情報を有しているかを判別される。その後、センスアンプ４７において判別された「０」と「１」の情報を含む信号は、外部に出力される。
【００４９】
なお、上記の読み出し動作では、組成物層２９の抵抗値は、抵抗分割を利用して、電圧値で読み取っている。しかしながら、組成物層２９の抵抗値は、電流値により読み取ってもよい。例えば、組成物層２９に光学的作用を加えていないときの電流値Ｉ１と、光学的作用を加えたときの電流値Ｉ２は、Ｉ１＞Ｉ２を満たすことを利用して、データの読み出し動作を行う。
【００５０】
上記構成を有する本発明は、一対の導電層の間に組成物層を設ける単純な構成を有するため、作製工程が簡単であり、安価な記憶装置を提供することができる。また、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、軽量の記憶装置を提供することができる。また、組成物層として不可逆な材料を用いることにより、データの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ため、偽造を防止し、セキュリティを確保した記憶装置を提供することができる。
（実施の形態２）
【００５１】
本発明の記憶装置の構成について、図面を参照して説明する。より詳しくは、アクティブマトリクス型の記憶装置の構成について説明する。
【００５２】
本発明の記憶装置は、メモリセル２２１がマトリクス状に設けられたメモリセルアレイ２２２、カラムデコーダ２２６ａと読み出し回路２２６ｂとセレクタ２２６ｃとを含むビット線駆動回路２２６、ロウデコーダ２２４ａとレベルシフタ２２４ｂを含むワード線駆動回路２２４、インターフェイス回路２２３を有する（図４参照）。メモリセル２２１は、ビット線Ｂｘ（１≦ｘ≦ｍ）を構成する第１の配線と、ワード線Ｗｙ（１≦ｙ≦ｎ）を構成する第２の配線と、トランジスタ２４０と、記憶素子２４１とを有する。記憶素子２４１は、一対の導電層の間に、組成物層が挟まれた構造を有する。
【００５３】
次に、本発明の記憶装置に対する、データの書き込み動作について説明する。本発明の記憶装置は、データの書き込みを光学的作用により行うことを特徴とする。より詳しくは、一対の導電層のうち、透光性を有する導電層側から、組成物層２９に光を照射することにより、データの書き込みを行う。そして、本発明は、光が照射された組成物層２９は、光が照射されていない組成物層２９と比較すると、抵抗値が大きくなる又は抵抗値が小さくなることを利用するものであり、例えば、光を照射していない組成物層２９を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む場合は、組成物層２９に光を照射する。
【００５４】
また、本発明の記憶装置は、データの書き込みを電気的作用により行うことを特徴とする。具体的には、記憶素子が含む一対の導電層間に、所定の電圧を印加して、記憶素子８０の抵抗値を変化させることにより行う。
【００５５】
次に、本発明の記憶装置に対する、データの読み出し動作について説明する。本発明の記憶装置は、データの読み出しを電気的作用により行うことを特徴とする。より詳しくは、第１の導電層２７と第２の導電層２８の間に電圧を印加して、組成物層２９の抵抗値を読み取ることにより、データの読み出しを行う。
【００５６】
例えば、メモリセルアレイ２２２が含む複数のメモリセル２２１から、ｘ列目ｙ行目に配置されたメモリセル２２１のデータの読み出しを行う場合、まず、ロウデコーダ２２４ａ、カラムデコーダ２２６ａ、セレクタ２２６ｃにより、ｘ列目のビット線Ｂｘと、ｙ行目のワード線Ｗｙを選択する。そうすると、選択されたメモリセル２２１が含むトランジスタ２４０はオン状態になり、トランジスタ２４０に接続された記憶素子２４１の抵抗値を読み取ることにより、データの読み出しを行う。
【００５７】
次に、上記構成を有するメモリセルアレイ２２２の上面構造と断面構造について、図５を参照して説明する。図５（Ａ）のａ−ｂと図５（Ｂ）のａ−ｂは対応する。
【００５８】
メモリセルアレイ２２２は、絶縁表面を有する基板２３０上にスイッチング素子として機能するトランジスタ２４０と、記憶素子２４１とを複数有する（図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）。また、図示する構成では、メモリセルアレイ２２２の周囲に設けられるワード線駆動回路２２４が含む複数のトランジスタを含む層２４８を示す。記憶素子２４１は、第１の導電層２４３、第２の導電層２４５及び組成物層２４４を有する。組成物層２４４は第１の導電層２４３と第２の導電層２４５間に設けられている。また、隣接する組成物層２４４の間に絶縁層２４９が設けられている（図５（Ｂ）（Ｃ）参照）。
【００５９】
なお、図５（Ａ）のメモリセルアレイ２２２の上面図では、組成物層２４４と第２の導電層２４５の図示を省略する。
【００６０】
また、記憶素子２４１が含む第１の導電層２４３は、トランジスタ２４０のソース配線又はドレイン配線を兼ねていてもよいし（図５（Ｂ）参照）、トランジスタ２４０のソース配線又はドレイン配線とは、別に設けてもよい（図５（Ｃ）参照）。
【００６１】
また、上記構成では、組成物層２４４を全面に設けた形態を示すが、少なくとも第１の導電層２４３に接するように組成物層２４４を選択的に設けてもよい。組成物層２４４選択的に設けることにより材料の利用効率を向上させることが可能となる。なお、組成物層２４４を選択的に設ける際には、液滴吐出法を用いるとよい。
【００６２】
また、トランジスタ２４０のソース配線およびドレイン配線を覆うように、絶縁層２５０を設け、当該絶縁層２５０上に第１の導電層２４３を設けてもよい（図６（Ａ）〜（Ｃ）参照）。
【００６３】
この場合、組成物層２４４は全面に設けてもよいし（図６（Ｂ）参照）、組成物層２４４は少なくとも第１の導電層２４３に接するように選択的に設けてもよい（図６（Ｃ）参照）。組成物層２４４を選択的に設ける場合は、隣接する組成物層２４４の間に絶縁層２４９を設けるとよい。
【００６４】
なお、図６（Ａ）のメモリセルアレイ２２２の上面図では、組成物層２４４と第２の導電層２４５の図示を省略する。
【００６５】
図５に示す構成では、記憶素子２４１の第１の導電層２４３を設ける領域は、トランジスタ２４０のソース配線及びドレイン配線として機能する導電層以外の領域に制約されていた。しかし、図６に示す構成では、絶縁層２５０を設けることにより、記憶素子２４１の第１の導電層２４３を設ける領域に制限がなくなる。従って、記憶素子をより多く設けることができ、高集積化が可能となる。
【００６６】
上記の構成において、トランジスタ２４０はスイッチング素子として機能し得るものであれば、どのような構成で設けてもよい。例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板を用いた電界効果トランジスタを用いたり、ガラス基板や可撓性を有する基板上に設けた薄膜トランジスタを用いたり、有機半導体を含む有機トランジスタを用いてもよい。
【００６７】
上記構成を有する本発明は、一対の導電層の間に組成物層を設ける単純な構成を有するため、作製工程が簡単であり、安価な記憶装置を提供することができる。また、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、軽量の記憶装置を提供することができる。また、組成物層として不可逆な材料を用いることにより、データの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ため、偽造を防止し、セキュリティを確保した記憶装置を提供することができる。
【００６８】
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
【００６９】
本発明の半導体装置の構成について、図面を参照して説明する。より詳しくは、アンテナ、記憶素子及びトランジスタを含み、非接触でデータの交信が可能な半導体装置の構成について説明する。
【００７０】
まず、基板３５０上に複数のトランジスタを含む層４５１が設けられ、複数のトランジスタを含む層４５１上に複数の記憶素子を含む記憶素子部３５２とアンテナ部３５３が設けられた構成について、図７（Ａ）を参照して説明する。
【００７１】
上記構成では、複数のトランジスタを含む層４５１の上方に、記憶素子部３５２とアンテナ部３５３が設けられた構成を示すが、複数のトランジスタを含む層４５１と同じ層に記憶素子部３５２とアンテナ部３５３を設けてもよいし、複数のトランジスタを含む層４５１の下方に、記憶素子部３５２とアンテナ部３５３を設けてもよい。
【００７２】
複数のトランジスタを含む層４５１が含む複数のトランジスタは、記憶素子部３５２の動作の制御やアンテナ部３５３の動作の制御を行う回路を構成する。
【００７３】
記憶素子部３５２は、パッシブマトリクス型の構成を有する。記憶素子部３５２は、第１の導電層３６１、組成物層３６２及び第２の導電層３６３が積層して設けられ、第２の導電層３６３を覆って保護層として機能する絶縁層３６６が設けられている。また、隣接する組成物層３６２の間に絶縁層３６４が設けられている。
【００７４】
上記構成では、組成物層３６２は選択的に設けられた構成を示すが、組成物層３６２は第１の導電層３６１を覆うように全面に設けてもよい。
【００７５】
アンテナ部３５３は、アンテナとして機能する導電層３５５を有する。導電層３５５は、第１の導電層３６１と同一の層に設けられている。従って、導電層３５５と第１の導電層３６１を同一の材料により同一の工程を経て、設けられたものである。
【００７６】
上記構成では、導電層３５５は、第１の導電層３６１と同一の層に設けられた構成を示すが、導電層３５５は、絶縁層３６４または絶縁層３６６上に設けてもよい。導電層３５５を絶縁層３６４上に設ける場合、導電層３５５と第２の導電層３６３を同一の材料により、同一の工程を経て設けるとよい。
【００７７】
アンテナとして機能する導電層３５５の材料には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）等から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金等を用いることができる。また、導電層３５５の形成方法は、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の各種印刷法または液滴吐出法等を用いることができる。
【００７８】
次に、上記に示す構成とは、記憶素子部３５６の構成が異なる半導体装置の構成について、図７（Ｂ）を参照して説明する。
【００７９】
記憶素子部３５６は、アクティブマトリクス型の構成を有する。記憶素子部３５６は、第１の導電層３７１、組成物層３７２及び第２の導電層３７３が積層して設けられており、第２の導電層３７３を覆うように保護膜として絶縁層３７６が設けられている。
【００８０】
上記構成では、第１の導電層３７１の端部を覆うように絶縁層３７４が設けられており、絶縁層３７４上に組成物層３７２が選択的に設けられているが、組成物層３７２は、第１の導電層３７１と絶縁層３７４を覆うように全面に設けてもよい。
【００８１】
次に、複数の素子（トランジスタ）および記憶素子が設けられた基板に端子部を設け、当該端子部に別の基板に設けられたアンテナを接続させる半導体装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００８２】
まず、基板３５０上に複数のトランジスタを含む層４５１が設けられ、複数のトランジスタを含む層４５１の上方に記憶素子部３５２が設けられ、基板３６５にはアンテナ部３５７が設けられた構成について、図８（Ａ）を参照して説明する。基板３５０と基板３６５は、複数のトランジスタを含む層４５１とアンテナ部３５７が電気的に接続するように、貼り合わされている。
【００８３】
上記構成では、複数のトランジスタを含む層４５１の上方に記憶素子部３５２又はアンテナ部３５３が設けられているが、記憶素子部３５２を複数のトランジスタを含む層４５１の下方や同一の層に形成してもよいし、アンテナ部３５３を複数のトランジスタを含む層４５１の下方に設けてもよい。
【００８４】
また、複数のトランジスタを含む層４５１と記憶素子部３５２とを含む基板３５０と、アンテナ部３５７が設けられた基板３６５は、導電性粒子３５９を含む樹脂層３７５を介して貼り合わされている。複数のトランジスタを含む層４５１と、アンテナ部３５７が含む導電層３５８は、樹脂層３７５中に含まれる導電性粒子３５９を介して電気的に接続されている。
【００８５】
また、導電性粒子３５９を含む樹脂層３７５ではなく、銀ペースト、銅ペースト、カーボンペースト等の導電性接着剤を用いる方法、半田接合を用いる方法により、基板３５０と基板３６５を貼り合わせてもよい。
【００８６】
記憶素子部３５２は、パッシブマトリクス型の構成を有する。記憶素子部３５２は、第１の導電層３６１、組成物層３６２及び第２の導電層３６３が積層して設けられ、第２の導電層３６３を覆って保護層として機能する絶縁層３６６が設けられている。
【００８７】
次に、上記に示す構成とは、記憶素子部の構成が異なる半導体装置の構成について図８（Ｂ）を参照して説明する。
【００８８】
記憶素子部３５６は、アクティブマトリクス型の構成を有する。記憶素子部３５６は、第１の導電層３７１、組成物層３７２及び第２の導電層３７３が積層して設けられており、第２の導電層３７３を覆うように保護膜として絶縁層３７６が設けられている。
【００８９】
なお、図８（Ａ）に示す記憶素子部３５２、図８（Ｂ）に示す記憶素子部３５６は、隣接する記憶素子の間に絶縁層が設けられていないが、必要に応じて、隣接する記憶素子の間に、絶縁層を設けてもよい。
【００９０】
上記構成を有する本発明は、一対の導電層の間に組成物層を設ける単純な構成を有するため、作製工程が簡単であり、安価な記憶装置を含む半導体装置を提供することができる。また、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、軽量の記憶装置を含む半導体装置を提供することができる。また、組成物層として不可逆な材料を用いることにより、データの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ため、偽造を防止し、セキュリティを確保した記憶装置を含む半導体装置を提供することができる。
【００９１】
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
【実施例１】
【００９２】
非接触でデータの送受信が可能な半導体装置であって、本発明の記憶装置を含む半導体装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００９３】
半導体装置２０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調変調回路１３（データを復調する復調回路とデータを変調する変調回路とを含む回路）、制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶装置１６、データバス１７、アンテナ１８を有する（図９（Ａ）参照）。なお、半導体装置２０は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
【００９４】
アンテナ１８は、電磁波を交流の電気信号に変換する。電源回路１１は、アンテナ１８から入力された交流の電気信号を基に、半導体装置の内部の各回路に供給する各種電源電位を生成する回路である。また、電源回路１１は、生成した電源電位を各回路に供給する回路である。クロック発生回路１２は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、半導体装置内の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調変調回路１３は、リーダライタ１９と交信するデータを復調又は変調する機能を有する。制御回路１４は、記憶装置１６を制御する機能を有する。アンテナ１８は、電磁波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ１９は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。記憶装置１６は、上記実施の形態で示したいずれかの構成が適用されたものであるが、必要に応じて、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の他の構成の記憶装置を併用して設けてもよい。
【００９５】
次に、本発明の半導体装置を実際に使用するときの一形態について説明する。
【００９６】
表示部３２１を含む携帯端末にリーダライタ３２０が設けられており、物品３２２の側面に半導体装置３２３が設けられている場合における、物品３２２に関する情報の取得の方法について説明する（図９（Ｂ）参照）。物品３２２が含む半導体装置３２３にリーダライタ３２０をかざすと、物品３２２の原材料や原産地、生産工程毎の検査結果や流通過程の履歴等、商品の説明等の物品３２２に関する情報が、リーダライタ３２０を介して、表示部３２１に表示される。このように、半導体装置３２３を活用することで、物品３２２の固有の情報を素早く簡単に取得することができる。
【００９７】
また、上記とは異なる使用形態として、ベルトコンベアにリーダライタ３２４が設けられており、物品３２６に半導体装置３２５が設けられている場合における、物品３２６の検品の方法について説明する（図９（Ｃ）参照）。物品３２６に貼り付けられた半導体装置３２５には、予め、物品３２６の識別番号が記憶されており、ベルトコンベアにより物品３２６が搬送されると、それに伴い、リーダライタ３２４により半導体装置３２５の識別番号が読み取られる。このように、半導体装置３２５を活用することで、検品を簡単に行うことができる。
【００９８】
このように、あらゆるシステムに半導体装置を活用することにより、高機能化と高付加価値化を実現することができる。
【００９９】
本実施例は、上記実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【実施例２】
【０１００】
本発明の記憶装置、半導体装置の用途は広範にわたるが、例えば、情報を記憶して表示する電子機器に用いることができる。電子機器として、例えばテレビジョン装置、コンピュータ、携帯情報端末（携帯電話装置、電子手帳、ＰＤＡ等）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどのカメラ、ナビゲーションシステム等に利用することができる。本発明の記憶装置、半導体装置を、携帯電話装置に適用した場合に関して図１０を用いて説明する。
【０１０１】
携帯電話は、筐体２７００、２７０６、パネル２７０１、ハウジング２７０２、プリント配線基板２７０３、操作ボタン２７０４、バッテリー２７０５を有する。パネル２７０１はハウジング２７０２に脱着自在に組み込まれ、ハウジング２７０２はプリント配線基板２７０３に嵌着される。ハウジング２７０２はパネル２７０１が組み込まれる電子機器に合わせて、形状や寸法が適宜変更される。プリント配線基板２７０３には、パッケージングされた複数の記憶装置、半導体装置が実装されており、このうちの１つとして、本発明の記憶装置、半導体装置を用いることができる。また、本発明の半導体装置以外に、コントローラ、中央処理ユニット（ＣＰＵ、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、電源回路、音声処理回路、送受信回路等から選択された一つの機能を有する半導体装置がプリント配線基板２７０３に実装される。
【０１０２】
パネル２７０１は、接続フィルム２７０８を介して、プリント配線基板２７０３と接続される。上記のパネル２７０１、ハウジング２７０２、プリント配線基板２７０３は、操作ボタン２７０４やバッテリー２７０５と共に、筐体２７００、２７０６の内部に収納される。パネル２７０１が含む画素部２７０９は、筐体２７００に設けられた開口窓から視認できるように配置されている。
【０１０３】
本発明の半導体装置は、単純な構造の記憶装置を有することを特徴としており、上記特徴により、安価で、高集積化された記憶装置を含む半導体装置を用いた電子機器を提供することができる。さらに、本発明の半導体装置は、不揮発性であって、追記が可能な記憶装置を有することを特徴としており、上記特徴により、高機能化と高付加価値化を実現した電子機器を提供することができる。
【０１０４】
本発明の半導体装置は非接触でデータを交信する機能を有し、その用途は広範にわたるものである。以下にはその用途の具体例について説明する。本発明の半導体装置２０は、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１１（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１１（Ｂ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図１１（Ｃ）参照）、乗物類（自転車等、図１１（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等、図１１（Ｅ）参照）、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等の物品に設けて活用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機やテレビジョン受像機とも呼ぶ）、携帯電話等を指す。
【０１０５】
本発明の半導体装置２０は、プリント基板に実装したり、表面に貼ったり、埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりして、各物品に固定される。本発明の半導体装置２０は、小型、薄型、軽量を実現することができるため、物品に固定した後も、その物品自体のデザイン性を損なうことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に本発明の半導体装置２０を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に本発明の半導体装置を設けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。
【実施例３】
【０１０６】
温度や圧力等の各種情報が測定可能なセンサ部を含む本発明の半導体装置について、図１２を参照して説明する。
【０１０７】
本発明の半導体装置の断面構造について、図１２（Ａ）を参照して説明する。本発明の半導体装置は、基板３５０上に、複数のトランジスタを含む層４５１と光センサ９５１が設けられ、複数のトランジスタを含む層４５１と光センサ９５１の上方に、アンテナ９５５、記憶素子９５４及び温度センサ９５３が設けられている。
【０１０８】
光センサ９５１は、光のエネルギーによって、電流が流れる素子であり、フォトダイオード、フォトトランジスタ等に相当する。図示する光センサ９５１は、Ｐ層、Ｉ層、Ｎ層が隣接して設けられたＰＩＮ接合のフォトダイオードである。光センサ９５１が検出した情報は、トランジスタを介して、外部に出力される。
【０１０９】
温度センサ９５３は、一対の導電層間に有機化合物層９５６が設けられたダイオードであり、温度センサ９５３が含む一対の導電層の一方には定電流源が接続されている。従って、温度センサ９５３には、定電流源により、一定の電流が供給されている。
【０１１０】
一対の導電層間に有機化合物層９５６が設けられたダイオードは、温度依存性があり、具体的には、室温よりも高温になると、ダイオードの抵抗値は下がり、室温よりも低温になると、ダイオードの抵抗値は上がる。温度センサ９５３には、定電流源から一定の電流が供給されているため、環境温度の変化が生じても、温度センサ９５３の電流値は変わらない。しかし、環境温度が変化すると、温度センサ９５３が含む一対の導電層の一方の電位は変化する。このように、温度センサ９５３は、環境温度が変化すると、その変化に応じて、温度センサ９５３の一対の電極の一方の電位が変化することを利用したセンサである。温度センサ９５３が検出した情報は、トランジスタを介して、外部に出力される。
【０１１１】
記憶素子９５４は、一対の導電層間に組成物層９５７が設けられたダイオードである。
【０１１２】
なお、温度センサ９５３が含む有機化合物層９５６と、記憶素子９５４が含む組成物層９５７は、同一の層に設けられているにも関わらず、異なる材料から形成されているために、作り分けが必要である。そこで、有機化合物層９５６と組成物層９５７は、作り分けを簡単に行うことが可能な液滴吐出法を用いて形成するとよい。
【０１１３】
次に、半導体装置の構成について、図１２（Ｂ）を参照して説明する。本発明の半導体装置は、アンテナ９０２、演算処理回路部９０３、記憶回路部９０４、通信回路部９０５、電源回路部９０７、センサ部９０８を有する。
【０１１４】
センサ部９０８は、センサ９０６とセンサ回路９０９を有する。センサ部９０８は、温度、湿度、照度、気体、重力、圧力、音、振動、加速度、その他の特性を物理的又は化学的手段により検出するセンサと、センサを制御するセンサ回路を含む。センサ部９０８が含むセンサには、抵抗素子、光起電力素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオード等の素子を含む。センサ回路９０９はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ／デジタル変換して演算処理回路部９０３に信号を出力する。
【０１１５】
記憶回路部９０４は、センサ部９０８やアンテナ９０２を経由して受信した外部からの情報を随時記録することができる。記憶回路部９０４は、センサ部９０８で検知した信号を格納する第１の記憶回路部９１０と、リーダライタ装置から書き込まれた情報を記録する第２の記憶回路部９１１を含む。第１の記憶回路部９１０はセンサ部９０８で検知した情報を記録するために、逐次書き込みを可能とするとよい。
【０１１６】
通信回路部９０５は、復調回路９１２、変調回路９１３を含む。復調回路９１２は、アンテナ９０２を経由して入力される信号を復調して、演算処理回路部９０３に出力する。信号にはセンサ部９０８を制御する信号や、記憶回路部９０４に記憶させる情報を含んでいる。また、センサ回路９０９から出力される信号や、記憶回路部９０４から読み出された情報は、演算処理回路部９０３を通して変調回路９１３に出力される。変調回路９１３は、この信号を無線通信可能な信号に変調して、アンテナ９０２を介して外部装置に出力する。
【０１１７】
演算処理回路部９０３、センサ部９０８、記憶回路部９０４及び通信回路部９０５を動作させるのに必要な電力は、アンテナ９０２を介して供給される。なお、使用形態によっては、バッテリーを内蔵した構成としてもよい。
【０１１８】
温度や圧力等の情報を検出できるセンサ部９０８を有することにより、センサ部９０８が検出した様々な情報を記憶回路部９０４に記憶して管理することができる。
【０１１９】
例えば、食品にガスセンサを含む半導体装置を設け、食品の状態を管理することができる。具体的には、腐敗しやすい食品等にガスセンサを有する半導体装置を設け、食品から発せられる腐敗ガスを検知する。検知したデータは、半導体装置内の記憶回路部９０４に記憶され、記憶されたデータは、陳列棚またはベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで定期的に読み取ることにより、食品の鮮度を管理し、なおかつ、腐敗が開始した食品を選別することができる。
【０１２０】
また、人体の表面または内部に、温度センサ、圧力センサ等のセンサを有する半導体装置を設けて脈拍数、心拍数、体温、血圧、心電図、筋電図等の生体情報を記憶回路部９０４に記憶することができる。本発明の半導体装置は、薄型、小型であるため、人体を拘束せずに生体情報を読み取ることができる。また、記憶された情報をリーダライタで定期的に読み取ることにより、人体の健康状態や運動状態の管理や疾病の予防、予測が可能となる。また、インターネット等のネットワークを用いて、リーダライタで読み取った生体情報を得ることで、在宅医療監視システム等が可能となる。このように、センサ部を設けた半導体装置は、様々な用途で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図２】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図３】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図４】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図５】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図６】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図７】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図８】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図９】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図１０】本発明の記憶装置が組み込まれた電子機器を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置の使用形態を説明する図。
【図１２】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを記憶する記憶装置に関する。また、本発明は、データを記憶する記憶装置を含み、非接触でデータの交信が可能な半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、データを記憶する記憶装置の開発が進められている。記憶装置としては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどがある。
【０００３】
また、近年、無線によるデータの送受信が可能な半導体装置の開発が進められている。このような半導体装置は、ＩＣチップ、ＩＣタグ、ＩＤチップ、ＩＤタグ、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）チップ、ＲＦタグ、無線チップ、無線タグ、電子チップ、電子タグ、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、トランスポンダとよばれ、一部の市場で導入が開始されている（例えば、特許文献１参照）。このような半導体装置には、データを記憶する記憶装置が設けられている。
【特許文献１】特開２００４−２８２０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に挙げた記憶装置のうち、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭは揮発性であり、電源をオフするとデータが消去されてしまうため、電源をオンする度にデータを書き込む必要がある。ＦｅＲＡＭは不揮発性であるが、強誘電体層を含む容量素子を用いているため、作製工程が増加してしまう。マスクＲＯＭは、簡単な構造であるが、製造工程でデータを書き込む必要があり、製造後にデータを追記することはできない。ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリは、不揮発性であるが、２つのゲート電極を含む素子を用いているため、作製工程が増加してしまう。
【０００５】
上記の実情を鑑み、本発明は、不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置を提供することを課題とする。また、不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置を含む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】
【０００６】
本発明は、一対の導電層間に、光硬化する（光学的作用により硬化する）組成物層（組成物を含む層）が挟まれた単純な構造の記憶素子を有する記憶装置を提供することを特徴とする。上記特徴により、不揮発性であり、作製が簡単であり、追記が可能な記憶装置を提供することができる。
【０００７】
本発明の記憶装置は、複数のメモリセル、第１の方向に延在する複数のビット線、及び第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数のワード線を有する。そして、複数のメモリセルの各々は記憶素子を有する。記憶素子は、ビット線を構成する第１の導電層と、ワード線を構成する第２の導電層と、光学的作用により硬化する組成物層（組成物を含む層）を有する。組成物層は、第１の導電層と第２の導電層の間に設けられている。
【０００８】
本発明の記憶装置は、複数のメモリセルを有する。複数のメモリセルの各々は、記憶素子とトランジスタを有する。記憶素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、光学的作用により硬化する組成物層（組成物を含む層）を有する。組成物層は、第１の導電層と第２の導電層の間に設けられている。
【０００９】
本発明の半導体装置は、複数のメモリセルとアンテナとを有する。複数のメモリセルの各々は、記憶素子とトランジスタを有する。記憶素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、光学的作用により硬化する組成物層（組成物を含む層）を有する。組成物層は、第１の導電層と第２の導電層の間に設けられている。
【００１０】
アンテナは、電磁波を交流の電気信号に変換する機能を有する。また、本発明の半導体装置は、アンテナから供給される交流の電気信号を基に電源電位を生成し、生成した電源電位をメモリセルに供給する電源回路を有する。
【００１１】
上記構成において、第１の導電層と第２の導電層の少なくとも一方は、透光性を有する。また、組成物層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤（光硬化剤ともよぶ）を含む。モノマーは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類、キャリア輸送性のユニットが導入されたアクリル酸エステル類（キャリア輸送性の置換基を含むアクリル酸エステル類）、キャリア輸送性のユニットが導入されたスチレン類（キャリア輸送性の置換基を含むスチレン類）、キャリア輸送性のユニットが導入されたエポキシ類（キャリア輸送性の置換基を含むエポキシ類）及びキャリア輸送性のユニットが導入されたビニルエーテル類（キャリア輸送性の置換基を含むビニルエーテル類）から選択された少なくとも１つである。また、オリゴマーは、アクリロイル基、スチリル基、エポキシ基及びビニルエーテル基から選択された少なくとも１つである。また、硬化剤は、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリドン誘導体、チタノセン誘導体及びホスフィンオキシド誘導体から選択された少なくとも１つである。
【００１２】
また、キャリア輸送性のユニット（キャリア輸送性の置換基）は、芳香族アミン、電子過剰型ヘテロ芳香環、縮合芳香環、電子欠如型ヘテロ芳香環又は典型金属キノリノール錯体である。より詳しくは、キャリア輸送性のユニット（キャリア輸送性の置換基）は、カルバゾール、トリフェニルアミン、チオフェン、ピロール、アントラセン、ピレン、ペリレン、ナフタレン、ピリジン、フェナントロリン、ビピリジン、イミダゾール、ジアゾ−ル又はトリアゾールである。
【００１３】
本発明の記憶装置の作製方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、第１の導電層に接するように、組成物を含む層を形成する工程と、組成物を含む層が硬化するように、組成物を含む層に光を照射する工程と、組成物を含む層に接するように、第２の導電層を形成する工程とを有し、組成物を含む層として、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を含む層を形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明の半導体装置の作製方法は、基板上にトランジスタを形成する工程と、トランジスタ上に第１の絶縁層を形成する工程と、第１の絶縁層に設けられた開口部を介して、トランジスタに電気的に接続された第１の導電層を形成する工程と、第１の導電層に電気的に接続された第２の導電層を形成する工程と、第２の導電層に接するように、組成物を含む層を形成する工程と、組成物を含む層が硬化するように、組成物を含む層に光を照射する工程と、組成物を含む層に接するように、第３の導電層を形成する工程とを有し、組成物を含む層として、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を含む層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の記憶装置は、一対の導電層間に、光学的作用により硬化する組成物層が挟まれた構造の記憶素子を有することを特徴とする。上記記憶素子は、構造が簡単なために作製が簡単であり、安価な記憶装置を提供することができる。また、メモリセルの面積を小型化することが容易であるために高集積化が容易であり、大容量の記憶装置を提供することができる。
【００１６】
また、本発明の記憶装置は、光学的作用によりデータの書き込みを行うものであり、不揮発性であって、データの追記が可能であることを特徴とする。上記特徴により、書き換えによる偽造を防止してセキュリティを確保しつつ、新たなデータを追記することができる。従って、本発明は、多機能化と高機能化と高付加価値化を実現した記憶装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の記憶装置は、電気的作用によりデータの書き込みを行うものであり、不揮発性であって、データの追記が可能であることを特徴とする。なお、本発明の記憶装置へのデータの追記は、記憶装置作製後、もしくは記憶装置を有する半導体装置作製後に行われても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
（実施の形態１）
【００１９】
本発明の記憶装置の構成について、図面を参照して説明する。より詳しくは、パッシブマトリクス型の記憶装置の構成について説明する。
【００２０】
本発明の記憶装置は、絶縁表面を有する基板３０上に、第１の方向に延在する第１の導電層２７と、第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２の導電層２８と、第１の導電層２７と第２の導電層２８の間に設けられた組成物層２９を有する（図１（Ａ）〜（Ｃ）参照、図１（Ａ）のＡ−Ｂと図１（Ｂ）のＡ−Ｂは対応し、図１（Ａ）のＣ−Ｄと図１（Ｃ）のＣ−Ｄは対応する）。第１の導電層２７、組成物層２９及び第２の導電層２８の積層体は、記憶素子８０に相当する。隣接する第１の導電層２７の間には、絶縁層３３が設けられている場合がある（図１（Ｃ）参照）。第１の導電層２７と第２の導電層２８は、ストライプ状に設けられている（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）。
【００２１】
また、隣接する記憶素子８０の間に絶縁層３３が設けられていない場合もあり、第１の導電層２７と組成物層２９は、互いに重なるように設けられている（図１（Ｂ）参照）。記憶素子８０が含む第１の導電層２７と第２の導電層２８の一方を第１の電極とよび、第１の導電層２７と第２の導電層２８の他方を第２の電極とよぶことがある。
【００２２】
基板３０は、ガラス基板、可撓性基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板等に相当する。可撓性基板とは、折り曲げることができる、フレキシブルな基板のことであり、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に相当する。
【００２３】
第１の導電層２７と第２の導電層２８は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。第１の導電層２７と第２の導電層２８は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法又は液滴吐出法により形成する。液滴吐出法とは、導電性材料を含む組成物の液滴を選択的に吐出して、任意の場所に導電層を設ける方法であり、その方式によってはインクジェット法とも呼ばれている。
【００２４】
本発明の記憶装置は、光学的作用によりデータの書き込みを行うため、第１の導電層２７と第２の導電層２８のうち、一方または両方が透光性を有することが必要である。透光性を有する導電層は、透光性のある導電性材料を用いて設けるか、または、透光性のある導電性材料でなくても、光を透過する厚さで導電性材料を用いて設けられる。透光性のある導電性材料は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の材料である。
【００２５】
また、本発明の記憶装置は、光学的作用ではなく、電気的作用によりデータの書き込みを行う場合がある。その場合には、第１の導電層２７と第２の導電層２８として用いる材料の透明性（透光性）は特に必要とされない。
【００２６】
本発明は、第１の導電層２７と第２の導電層２８の間に設けられる組成物層２９として、光学的作用により硬化する性質を有する材料を用いることを特徴する。組成物層２９は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤（光硬化剤ともよぶ）を含む。又は、組成物層２９は、モノマー、オリゴマー、硬化剤及び添加剤を含む。組成物層２９は、蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ゾル−ゲル法、印刷法、液滴吐出法等を用いて形成される。
【００２７】
第１の導電層２７、組成物層２９及び第２の導電層２８を含む記憶素子は、第１の導電層２７を形成する工程と、第１の導電層２７に接するように組成物層２９を形成する工程と、光を照射して組成物層２９を硬化させる工程と、硬化した組成物層２９に接するように第２の導電層２８を形成する工程とによって作製される。組成物層２９に照射する光としては、組成物層２９に含まれる硬化剤の吸収波長を有する光を発振する光源であればよく、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等を用いるとよい。例えば、１〜３８０ｎｍの波長に光を発振する光源を用いるとよい。
【００２８】
モノマーとは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類等に相当する。また、モノマーとは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類等の重合性置換基に、キャリア輸送性のユニットが導入されたものである。キャリア輸送性のユニットは、カルバゾールやトリフェニルアミンなどの芳香族アミン、チオフェンやピロールなどの電子過剰型へテロ芳香環、アントラセンやピレン、ペリレン、ナフタレンなどの縮合芳香環、ピリジン、フェナントロリン、ビピリジン、イミダゾールやジアゾ−ル、トリアゾールなどの電子欠如型へテロ芳香環、典型金属キノリノール錯体等が挙げられる。
【００２９】
オリゴマーとは、アクリロイル基、スチリル基、エポキシ基、ビニルエーテル基を少なくとも１つ以上有するものに相当する。また、オリゴマーとは、その分子量が５００以上、好ましくは１０００〜２０００に相当する。
【００３０】
硬化剤とは、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリドン誘導体、チタノセン誘導体、ホスフィンオキシド誘導体等に相当する。
【００３１】
添加剤とは、安定剤、フィラー、顔料に相当する。
【００３２】
次に、上記とは異なる記憶装置の断面構造について説明する。記憶装置は、第１の導電層２７と、絶縁層３４、３５と、組成物層２９と、第２の導電層２８を有する（図１（Ｄ）参照）。この構成では、第１の導電層２７をストライプ状に形成後、絶縁層３４、３５を形成する。その後、基板３０の全面に組成物層２９と第２の導電層２８を形成する。その際、基板３０上に設けられた絶縁層３４、３５により、第２の導電層２８が自己整合的に素子分離（分離）され、複数の記憶素子８０が設けられる。
【００３３】
また、断面構造は、上記の構造に制約されず、基板３０上に、複数のトランジスタ（薄膜トランジスタ）を含む層７９を設けて、複数のトランジスタを含む層７９上に、複数の記憶素子８０を含む層７７を設けてもよい（図２（Ａ）参照）。また、基板３０としてシリコンからなる半導体基板やＳＯＩ基板を用いて、基板３０をチャネル部として用いた複数のトランジスタ（電界効果トランジスタ）を含む層７８を設けて、複数のトランジスタを含む層７８上に、複数の記憶素子８０を含む層７７を設けてもよい（図２（Ｂ）参照）。
【００３４】
なお、図２（Ａ）（Ｂ）に示す複数の記憶素子８０を含む層７７では、隣接する記憶素子８０の間に絶縁層が設けられていないが、図１（Ｃ）（Ｄ）に示すように、隣接する記憶素子８０の間に、絶縁層を設けてもよい。
【００３５】
また、本発明の記憶装置は、第１の導電層２７、第２の導電層２８及び組成物層２９を含むメモリセルアレイ２２、ビット線駆動回路２６、ワード線駆動回路２４及びインターフェイス回路２３を有する（図３（Ａ）参照）。
【００３６】
メモリセルアレイ２２は、第１の方向に延在する複数のビット線Ｂ１〜Ｂｍ（ｍは１以上の自然数）と、第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数のワード線Ｗ１〜Ｗｎ（ｎは１以上の自然数）と、マトリクス状に設けられた複数のメモリセル２１を有する。複数のメモリセル２１の各々は、記憶素子８０を有する。記憶素子８０は、ビット線Ｂｘ（１≦ｘ≦ｍ、ｘは１以上の自然数）を構成する第１の導電層２７と、ワード線Ｗｙ（１≦ｙ≦ｎ、ｙは１以上の自然数）を構成する第２の導電層２８と、第１の導電層２７と第２の導電層２８との間に設けられた組成物層２９を有する。
【００３７】
なお、第１の導電層２７又は第２の導電層２８と、組成物層２９との間には、整流性を有する素子を設けてもよい。整流性を有する素子とは、ゲート電極とドレイン電極を接続したトランジスタ又はダイオードに相当する。ダイオードは、ＰＮ接合を有するダイオード、ＰＩＮ接合を有するダイオード、アバランシェダイオード等の他の構成のダイオードを用いてもよい。このように、整流性を有する素子を設けることにより、記憶素子８０の電流の流れる方向が一方向となり、誤差が減少し、電気的作用によるデータの読み出しの動作をより正確に行うことができる。
【００３８】
ワード線駆動回路２４は、ロウデコーダ２４ａとレベルシフタ２４ｂを有する。ビット線駆動回路２６は、カラムデコーダ２６ａ、読み出し回路２６ｂ及びセレクタ２６ｃを有する。インターフェイス回路２３は、外部から入力される信号をワード線駆動回路２４やビット線駆動回路２６に供給したり、ビット線駆動回路２６から出力される信号を外部に供給したりする回路である。なお、上記の構成はあくまで一例であり、センスアンプ、出力回路、バッファ回路等の他の回路を有していてもよい。
【００３９】
次に、本発明の記憶装置に対する、データの書き込み動作について説明する。本発明の記憶装置は、データの書き込みを光学的作用により行うことを特徴とする。より詳しくは、一対の導電層のうち、透光性を有する導電層側から、ランプ８１を用いて、組成物層２９に光を照射し、データの書き込みを行う（図１（Ｂ）参照）。本発明は、ランプ８１（光源８１）が照射された組成物層２９を含む記憶素子は、ランプ８１が照射されていない組成物層２９を含む記憶素子と比較すると、抵抗値が大きくなる又は抵抗値が小さくなることを利用するものである。例えば、光を照射していない組成物層２９を含む記憶素子を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む場合は、組成物層２９に光を照射する。特に、組成物層２９が含むキャリア輸送に関わる置換基（光を吸収する置換基）に光を照射する。
【００４０】
なお、図１（Ｂ）では、第２の導電層２８が透光性を有しているため、第２の導電層２８側（基板３０の上側であって、第２の導電層２８が基板３０とランプ８１に挟まれるよう）にランプ８１が設けられている。しかしながら、第１の導電層２７が透光性を有している場合、第１の導電層２７側（基板３０の下側であって、第２の導電層２８が基板３０とランプ８１に挟まれるよう）にランプ８１を設けてもよい。
【００４１】
データの書き込み動作の際に用いるランプ８１としては、硬化剤の吸収波長を有する光を発振するランプを用いるとよく、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等を用いる。また、データの書き込みの際には、レーザーを用いてもよい。
【００４２】
つまり、データの書き込み動作の際に用いる光源（ランプ８１）は、組成物層２９の吸収波長を有する光を発振する光源を用いるとよい。光源により、組成物層２９にエネルギーを与えられると、記憶素子８０の抵抗値が変化する。具体的には、光源により、組成物層２９にエネルギーを与えて、組成物層２９の温度を上昇させて記憶素子８０の抵抗値を変化させる。
【００４３】
また、本発明の記憶装置に対するデータの書き込みは、光学的作用だけではなく、電気的作用により行うことを特徴とする。具体的には、記憶素子が含む一対の導電層間に、所定の電圧を印加して、記憶素子８０の抵抗値を変化させることにより行う。所定の電圧が印加された記憶素子８０は、他の記憶素子８０と比較すると抵抗値が大幅に小さくなる。このように、電気的作用を加えることにより、記憶素子８０の抵抗値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、電気的作用を加えていない記憶素子８０を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む場合、選択された記憶素子８０に電圧を印加して、短絡させるように電流を流すことによって、短絡させる。
【００４４】
また、本発明は、記憶素子８０に所定の電圧を印加して、記憶素子８０を短絡させることによりデータを書き込む形態に制約されない。記憶素子８０の素子構造や印加する電圧値を調整することにより、記憶素子８０に所定の電圧を印加して、一対の導電層間の有機化合物層を高抵抗化（絶縁化）させることによりデータを書き込む形態を用いてもよい。この場合、高抵抗化した有機化合物層を含む記憶素子は、他の記憶素子と比較すると、抵抗値が大幅に高くなる。このように、電気的作用を加えることにより、記憶素子の抵抗値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、電気的作用を加えていない記憶素子を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む場合、選択された記憶素子に電圧を印加して一対の導電層間の有機化合物層を高抵抗化させる。
【００４５】
次に、本発明の記憶装置に対する、データの読み出し動作について説明する（図３（Ｂ）参照）。本実施の形態では、読み出し回路２６ｂは、抵抗素子４６とセンスアンプ４７を含む構成とする。
【００４６】
本発明の記憶装置は、データの読み出しを電気的作用により行うことを特徴とする。より詳しくは、第１の導電層２７と第２の導電層２８の間に電圧を印加して、組成物層２９の抵抗値を読み取ることにより、データの読み出しを行う。つまり、データの書き込みを光学的作用により行った場合、光学的作用を加えていない記憶素子の抵抗値Ｒ１と、光学的作用を加えた記憶素子の抵抗値Ｒ２は、互いに異なる。本発明は、このような記憶素子の抵抗値の相違を電気的に読み取ることにより、データの読み出しを行う。
【００４７】
また、データの書き込みを電気的作用により行った場合、電気的作用を加えていない記憶素子の抵抗値Ｒ３と、電気的作用を加えた記憶素子の抵抗値Ｒ４は、互いに異なる。このような記憶素子の抵抗値の相違を電気的に読み取ることにより、データの読み出しを行う。
【００４８】
例えば、メモリセルアレイ２２が含む複数のメモリセル２１から、ｘ列目ｙ行目に配置されたメモリセル２１のデータの読み出しを行う場合、まず、ロウデコーダ２４ａ、カラムデコーダ２６ａ、セレクタ２６ｃにより、ｘ列目のビット線Ｂｘと、ｙ行目のワード線Ｗｙを選択する。そうすると、選択されたメモリセル２１が含む記憶素子８０と、抵抗素子４６は、直列に接続された状態となる。記憶素子８０を抵抗素子とみなすと、直列に接続された２つの抵抗素子の両端に電圧が印加されると、ノードαの電位は、組成物層２９の抵抗値に従って、抵抗分割された電位（抵抗素子の一端の電位よりも低い電位）となる。ノードαの電位は、センスアンプ４７に供給され、当該センスアンプ４７において、「０」と「１」のどちらの情報を有しているかを判別される。その後、センスアンプ４７において判別された「０」と「１」の情報を含む信号は、外部に出力される。
【００４９】
なお、上記の読み出し動作では、組成物層２９の抵抗値は、抵抗分割を利用して、電圧値で読み取っている。しかしながら、組成物層２９の抵抗値は、電流値により読み取ってもよい。例えば、組成物層２９に光学的作用を加えていないときの電流値Ｉ１と、光学的作用を加えたときの電流値Ｉ２は、Ｉ１＞Ｉ２を満たすことを利用して、データの読み出し動作を行う。
【００５０】
上記構成を有する本発明は、一対の導電層の間に組成物層を設ける単純な構成を有するため、作製工程が簡単であり、安価な記憶装置を提供することができる。また、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、軽量の記憶装置を提供することができる。また、組成物層として不可逆な材料を用いることにより、データの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ため、偽造を防止し、セキュリティを確保した記憶装置を提供することができる。
（実施の形態２）
【００５１】
本発明の記憶装置の構成について、図面を参照して説明する。より詳しくは、アクティブマトリクス型の記憶装置の構成について説明する。
【００５２】
本発明の記憶装置は、メモリセル２２１がマトリクス状に設けられたメモリセルアレイ２２２、カラムデコーダ２２６ａと読み出し回路２２６ｂとセレクタ２２６ｃとを含むビット線駆動回路２２６、ロウデコーダ２２４ａとレベルシフタ２２４ｂを含むワード線駆動回路２２４、インターフェイス回路２２３を有する（図４参照）。メモリセル２２１は、ビット線Ｂｘ（１≦ｘ≦ｍ）を構成する第１の配線と、ワード線Ｗｙ（１≦ｙ≦ｎ）を構成する第２の配線と、トランジスタ２４０と、記憶素子２４１とを有する。記憶素子２４１は、一対の導電層の間に、組成物層が挟まれた構造を有する。
【００５３】
次に、本発明の記憶装置に対する、データの書き込み動作について説明する。本発明の記憶装置は、データの書き込みを光学的作用により行うことを特徴とする。より詳しくは、一対の導電層のうち、透光性を有する導電層側から、組成物層２９に光を照射することにより、データの書き込みを行う。そして、本発明は、光が照射された組成物層２９は、光が照射されていない組成物層２９と比較すると、抵抗値が大きくなる又は抵抗値が小さくなることを利用するものであり、例えば、光を照射していない組成物層２９を「０」のデータとする場合、「１」のデータを書き込む場合は、組成物層２９に光を照射する。
【００５４】
また、本発明の記憶装置は、データの書き込みを電気的作用により行うことを特徴とする。具体的には、記憶素子が含む一対の導電層間に、所定の電圧を印加して、記憶素子８０の抵抗値を変化させることにより行う。
【００５５】
次に、本発明の記憶装置に対する、データの読み出し動作について説明する。本発明の記憶装置は、データの読み出しを電気的作用により行うことを特徴とする。より詳しくは、第１の導電層２７と第２の導電層２８の間に電圧を印加して、組成物層２９の抵抗値を読み取ることにより、データの読み出しを行う。
【００５６】
例えば、メモリセルアレイ２２２が含む複数のメモリセル２２１から、ｘ列目ｙ行目に配置されたメモリセル２２１のデータの読み出しを行う場合、まず、ロウデコーダ２２４ａ、カラムデコーダ２２６ａ、セレクタ２２６ｃにより、ｘ列目のビット線Ｂｘと、ｙ行目のワード線Ｗｙを選択する。そうすると、選択されたメモリセル２２１が含むトランジスタ２４０はオン状態になり、トランジスタ２４０に接続された記憶素子２４１の抵抗値を読み取ることにより、データの読み出しを行う。
【００５７】
次に、上記構成を有するメモリセルアレイ２２２の上面構造と断面構造について、図５を参照して説明する。図５（Ａ）のａ−ｂと図５（Ｂ）のａ−ｂは対応する。
【００５８】
メモリセルアレイ２２２は、絶縁表面を有する基板２３０上にスイッチング素子として機能するトランジスタ２４０と、記憶素子２４１とを複数有する（図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）。また、図示する構成では、メモリセルアレイ２２２の周囲に設けられるワード線駆動回路２２４が含む複数のトランジスタを含む層２４８を示す。記憶素子２４１は、第１の導電層２４３、第２の導電層２４５及び組成物層２４４を有する。組成物層２４４は第１の導電層２４３と第２の導電層２４５間に設けられている。また、隣接する組成物層２４４の間に絶縁層２４９が設けられている（図５（Ｂ）（Ｃ）参照）。
【００５９】
なお、図５（Ａ）のメモリセルアレイ２２２の上面図では、組成物層２４４と第２の導電層２４５の図示を省略する。
【００６０】
また、記憶素子２４１が含む第１の導電層２４３は、トランジスタ２４０のソース配線又はドレイン配線を兼ねていてもよいし（図５（Ｂ）参照）、トランジスタ２４０のソース配線又はドレイン配線とは、別に設けてもよい（図５（Ｃ）参照）。
【００６１】
また、上記構成では、組成物層２４４を全面に設けた形態を示すが、少なくとも第１の導電層２４３に接するように組成物層２４４を選択的に設けてもよい。組成物層２４４選択的に設けることにより材料の利用効率を向上させることが可能となる。なお、組成物層２４４を選択的に設ける際には、液滴吐出法を用いるとよい。
【００６２】
また、トランジスタ２４０のソース配線およびドレイン配線を覆うように、絶縁層２５０を設け、当該絶縁層２５０上に第１の導電層２４３を設けてもよい（図６（Ａ）〜（Ｃ）参照）。
【００６３】
この場合、組成物層２４４は全面に設けてもよいし（図６（Ｂ）参照）、組成物層２４４は少なくとも第１の導電層２４３に接するように選択的に設けてもよい（図６（Ｃ）参照）。組成物層２４４を選択的に設ける場合は、隣接する組成物層２４４の間に絶縁層２４９を設けるとよい。
【００６４】
なお、図６（Ａ）のメモリセルアレイ２２２の上面図では、組成物層２４４と第２の導電層２４５の図示を省略する。
【００６５】
図５に示す構成では、記憶素子２４１の第１の導電層２４３を設ける領域は、トランジスタ２４０のソース配線及びドレイン配線として機能する導電層以外の領域に制約されていた。しかし、図６に示す構成では、絶縁層２５０を設けることにより、記憶素子２４１の第１の導電層２４３を設ける領域に制限がなくなる。従って、記憶素子をより多く設けることができ、高集積化が可能となる。
【００６６】
上記の構成において、トランジスタ２４０はスイッチング素子として機能し得るものであれば、どのような構成で設けてもよい。例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板を用いた電界効果トランジスタを用いたり、ガラス基板や可撓性を有する基板上に設けた薄膜トランジスタを用いたり、有機半導体を含む有機トランジスタを用いてもよい。
【００６７】
上記構成を有する本発明は、一対の導電層の間に組成物層を設ける単純な構成を有するため、作製工程が簡単であり、安価な記憶装置を提供することができる。また、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、軽量の記憶装置を提供することができる。また、組成物層として不可逆な材料を用いることにより、データの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ため、偽造を防止し、セキュリティを確保した記憶装置を提供することができる。
【００６８】
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
【００６９】
本発明の半導体装置の構成について、図面を参照して説明する。より詳しくは、アンテナ、記憶素子及びトランジスタを含み、非接触でデータの交信が可能な半導体装置の構成について説明する。
【００７０】
まず、基板３５０上に複数のトランジスタを含む層４５１が設けられ、複数のトランジスタを含む層４５１上に複数の記憶素子を含む記憶素子部３５２とアンテナ部３５３が設けられた構成について、図７（Ａ）を参照して説明する。
【００７１】
上記構成では、複数のトランジスタを含む層４５１の上方に、記憶素子部３５２とアンテナ部３５３が設けられた構成を示すが、複数のトランジスタを含む層４５１と同じ層に記憶素子部３５２とアンテナ部３５３を設けてもよいし、複数のトランジスタを含む層４５１の下方に、記憶素子部３５２とアンテナ部３５３を設けてもよい。
【００７２】
複数のトランジスタを含む層４５１が含む複数のトランジスタは、記憶素子部３５２の動作の制御やアンテナ部３５３の動作の制御を行う回路を構成する。
【００７３】
記憶素子部３５２は、パッシブマトリクス型の構成を有する。記憶素子部３５２は、第１の導電層３６１、組成物層３６２及び第２の導電層３６３が積層して設けられ、第２の導電層３６３を覆って保護層として機能する絶縁層３６６が設けられている。また、隣接する組成物層３６２の間に絶縁層３６４が設けられている。
【００７４】
上記構成では、組成物層３６２は選択的に設けられた構成を示すが、組成物層３６２は第１の導電層３６１を覆うように全面に設けてもよい。
【００７５】
アンテナ部３５３は、アンテナとして機能する導電層３５５を有する。導電層３５５は、第１の導電層３６１と同一の層に設けられている。従って、導電層３５５と第１の導電層３６１を同一の材料により同一の工程を経て、設けられたものである。
【００７６】
上記構成では、導電層３５５は、第１の導電層３６１と同一の層に設けられた構成を示すが、導電層３５５は、絶縁層３６４または絶縁層３６６上に設けてもよい。導電層３５５を絶縁層３６４上に設ける場合、導電層３５５と第２の導電層３６３を同一の材料により、同一の工程を経て設けるとよい。
【００７７】
アンテナとして機能する導電層３５５の材料には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）等から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金等を用いることができる。また、導電層３５５の形成方法は、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の各種印刷法または液滴吐出法等を用いることができる。
【００７８】
次に、上記に示す構成とは、記憶素子部３５６の構成が異なる半導体装置の構成について、図７（Ｂ）を参照して説明する。
【００７９】
記憶素子部３５６は、アクティブマトリクス型の構成を有する。記憶素子部３５６は、第１の導電層３７１、組成物層３７２及び第２の導電層３７３が積層して設けられており、第２の導電層３７３を覆うように保護膜として絶縁層３７６が設けられている。
【００８０】
上記構成では、第１の導電層３７１の端部を覆うように絶縁層３７４が設けられており、絶縁層３７４上に組成物層３７２が選択的に設けられているが、組成物層３７２は、第１の導電層３７１と絶縁層３７４を覆うように全面に設けてもよい。
【００８１】
次に、複数の素子（トランジスタ）および記憶素子が設けられた基板に端子部を設け、当該端子部に別の基板に設けられたアンテナを接続させる半導体装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００８２】
まず、基板３５０上に複数のトランジスタを含む層４５１が設けられ、複数のトランジスタを含む層４５１の上方に記憶素子部３５２が設けられ、基板３６５にはアンテナ部３５７が設けられた構成について、図８（Ａ）を参照して説明する。基板３５０と基板３６５は、複数のトランジスタを含む層４５１とアンテナ部３５７が電気的に接続するように、貼り合わされている。
【００８３】
上記構成では、複数のトランジスタを含む層４５１の上方に記憶素子部３５２又はアンテナ部３５３が設けられているが、記憶素子部３５２を複数のトランジスタを含む層４５１の下方や同一の層に形成してもよいし、アンテナ部３５３を複数のトランジスタを含む層４５１の下方に設けてもよい。
【００８４】
また、複数のトランジスタを含む層４５１と記憶素子部３５２とを含む基板３５０と、アンテナ部３５７が設けられた基板３６５は、導電性粒子３５９を含む樹脂層３７５を介して貼り合わされている。複数のトランジスタを含む層４５１と、アンテナ部３５７が含む導電層３５８は、樹脂層３７５中に含まれる導電性粒子３５９を介して電気的に接続されている。
【００８５】
また、導電性粒子３５９を含む樹脂層３７５ではなく、銀ペースト、銅ペースト、カーボンペースト等の導電性接着剤を用いる方法、半田接合を用いる方法により、基板３５０と基板３６５を貼り合わせてもよい。
【００８６】
記憶素子部３５２は、パッシブマトリクス型の構成を有する。記憶素子部３５２は、第１の導電層３６１、組成物層３６２及び第２の導電層３６３が積層して設けられ、第２の導電層３６３を覆って保護層として機能する絶縁層３６６が設けられている。
【００８７】
次に、上記に示す構成とは、記憶素子部の構成が異なる半導体装置の構成について図８（Ｂ）を参照して説明する。
【００８８】
記憶素子部３５６は、アクティブマトリクス型の構成を有する。記憶素子部３５６は、第１の導電層３７１、組成物層３７２及び第２の導電層３７３が積層して設けられており、第２の導電層３７３を覆うように保護膜として絶縁層３７６が設けられている。
【００８９】
なお、図８（Ａ）に示す記憶素子部３５２、図８（Ｂ）に示す記憶素子部３５６は、隣接する記憶素子の間に絶縁層が設けられていないが、必要に応じて、隣接する記憶素子の間に、絶縁層を設けてもよい。
【００９０】
上記構成を有する本発明は、一対の導電層の間に組成物層を設ける単純な構成を有するため、作製工程が簡単であり、安価な記憶装置を含む半導体装置を提供することができる。また、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、軽量の記憶装置を含む半導体装置を提供することができる。また、組成物層として不可逆な材料を用いることにより、データの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ため、偽造を防止し、セキュリティを確保した記憶装置を含む半導体装置を提供することができる。
【００９１】
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
【実施例１】
【００９２】
非接触でデータの送受信が可能な半導体装置であって、本発明の記憶装置を含む半導体装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００９３】
半導体装置２０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調変調回路１３（データを復調する復調回路とデータを変調する変調回路とを含む回路）、制御回路１４、インターフェイス回路１５、記憶装置１６、データバス１７、アンテナ１８を有する（図９（Ａ）参照）。なお、半導体装置２０は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
【００９４】
アンテナ１８は、電磁波を交流の電気信号に変換する。電源回路１１は、アンテナ１８から入力された交流の電気信号を基に、半導体装置の内部の各回路に供給する各種電源電位を生成する回路である。また、電源回路１１は、生成した電源電位を各回路に供給する回路である。クロック発生回路１２は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、半導体装置内の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調変調回路１３は、リーダライタ１９と交信するデータを復調又は変調する機能を有する。制御回路１４は、記憶装置１６を制御する機能を有する。アンテナ１８は、電磁波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ１９は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。記憶装置１６は、上記実施の形態で示したいずれかの構成が適用されたものであるが、必要に応じて、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の他の構成の記憶装置を併用して設けてもよい。
【００９５】
次に、本発明の半導体装置を実際に使用するときの一形態について説明する。
【００９６】
表示部３２１を含む携帯端末にリーダライタ３２０が設けられており、物品３２２の側面に半導体装置３２３が設けられている場合における、物品３２２に関する情報の取得の方法について説明する（図９（Ｂ）参照）。物品３２２が含む半導体装置３２３にリーダライタ３２０をかざすと、物品３２２の原材料や原産地、生産工程毎の検査結果や流通過程の履歴等、商品の説明等の物品３２２に関する情報が、リーダライタ３２０を介して、表示部３２１に表示される。このように、半導体装置３２３を活用することで、物品３２２の固有の情報を素早く簡単に取得することができる。
【００９７】
また、上記とは異なる使用形態として、ベルトコンベアにリーダライタ３２４が設けられており、物品３２６に半導体装置３２５が設けられている場合における、物品３２６の検品の方法について説明する（図９（Ｃ）参照）。物品３２６に貼り付けられた半導体装置３２５には、予め、物品３２６の識別番号が記憶されており、ベルトコンベアにより物品３２６が搬送されると、それに伴い、リーダライタ３２４により半導体装置３２５の識別番号が読み取られる。このように、半導体装置３２５を活用することで、検品を簡単に行うことができる。
【００９８】
このように、あらゆるシステムに半導体装置を活用することにより、高機能化と高付加価値化を実現することができる。
【００９９】
本実施例は、上記実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【実施例２】
【０１００】
本発明の記憶装置、半導体装置の用途は広範にわたるが、例えば、情報を記憶して表示する電子機器に用いることができる。電子機器として、例えばテレビジョン装置、コンピュータ、携帯情報端末（携帯電話装置、電子手帳、ＰＤＡ等）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどのカメラ、ナビゲーションシステム等に利用することができる。本発明の記憶装置、半導体装置を、携帯電話装置に適用した場合に関して図１０を用いて説明する。
【０１０１】
携帯電話は、筐体２７００、２７０６、パネル２７０１、ハウジング２７０２、プリント配線基板２７０３、操作ボタン２７０４、バッテリー２７０５を有する。パネル２７０１はハウジング２７０２に脱着自在に組み込まれ、ハウジング２７０２はプリント配線基板２７０３に嵌着される。ハウジング２７０２はパネル２７０１が組み込まれる電子機器に合わせて、形状や寸法が適宜変更される。プリント配線基板２７０３には、パッケージングされた複数の記憶装置、半導体装置が実装されており、このうちの１つとして、本発明の記憶装置、半導体装置を用いることができる。また、本発明の半導体装置以外に、コントローラ、中央処理ユニット（ＣＰＵ、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、電源回路、音声処理回路、送受信回路等から選択された一つの機能を有する半導体装置がプリント配線基板２７０３に実装される。
【０１０２】
パネル２７０１は、接続フィルム２７０８を介して、プリント配線基板２７０３と接続される。上記のパネル２７０１、ハウジング２７０２、プリント配線基板２７０３は、操作ボタン２７０４やバッテリー２７０５と共に、筐体２７００、２７０６の内部に収納される。パネル２７０１が含む画素部２７０９は、筐体２７００に設けられた開口窓から視認できるように配置されている。
【０１０３】
本発明の半導体装置は、単純な構造の記憶装置を有することを特徴としており、上記特徴により、安価で、高集積化された記憶装置を含む半導体装置を用いた電子機器を提供することができる。さらに、本発明の半導体装置は、不揮発性であって、追記が可能な記憶装置を有することを特徴としており、上記特徴により、高機能化と高付加価値化を実現した電子機器を提供することができる。
【０１０４】
本発明の半導体装置は非接触でデータを交信する機能を有し、その用途は広範にわたるものである。以下にはその用途の具体例について説明する。本発明の半導体装置２０は、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１１（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図１１（Ｂ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図１１（Ｃ）参照）、乗物類（自転車等、図１１（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等、図１１（Ｅ）参照）、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等の物品に設けて活用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機やテレビジョン受像機とも呼ぶ）、携帯電話等を指す。
【０１０５】
本発明の半導体装置２０は、プリント基板に実装したり、表面に貼ったり、埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりして、各物品に固定される。本発明の半導体装置２０は、小型、薄型、軽量を実現することができるため、物品に固定した後も、その物品自体のデザイン性を損なうことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に本発明の半導体装置２０を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に本発明の半導体装置を設けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。
【実施例３】
【０１０６】
温度や圧力等の各種情報が測定可能なセンサ部を含む本発明の半導体装置について、図１２を参照して説明する。
【０１０７】
本発明の半導体装置の断面構造について、図１２（Ａ）を参照して説明する。本発明の半導体装置は、基板３５０上に、複数のトランジスタを含む層４５１と光センサ９５１が設けられ、複数のトランジスタを含む層４５１と光センサ９５１の上方に、アンテナ９５５、記憶素子９５４及び温度センサ９５３が設けられている。
【０１０８】
光センサ９５１は、光のエネルギーによって、電流が流れる素子であり、フォトダイオード、フォトトランジスタ等に相当する。図示する光センサ９５１は、Ｐ層、Ｉ層、Ｎ層が隣接して設けられたＰＩＮ接合のフォトダイオードである。光センサ９５１が検出した情報は、トランジスタを介して、外部に出力される。
【０１０９】
温度センサ９５３は、一対の導電層間に有機化合物層９５６が設けられたダイオードであり、温度センサ９５３が含む一対の導電層の一方には定電流源が接続されている。従って、温度センサ９５３には、定電流源により、一定の電流が供給されている。
【０１１０】
一対の導電層間に有機化合物層９５６が設けられたダイオードは、温度依存性があり、具体的には、室温よりも高温になると、ダイオードの抵抗値は下がり、室温よりも低温になると、ダイオードの抵抗値は上がる。温度センサ９５３には、定電流源から一定の電流が供給されているため、環境温度の変化が生じても、温度センサ９５３の電流値は変わらない。しかし、環境温度が変化すると、温度センサ９５３が含む一対の導電層の一方の電位は変化する。このように、温度センサ９５３は、環境温度が変化すると、その変化に応じて、温度センサ９５３の一対の電極の一方の電位が変化することを利用したセンサである。温度センサ９５３が検出した情報は、トランジスタを介して、外部に出力される。
【０１１１】
記憶素子９５４は、一対の導電層間に組成物層９５７が設けられたダイオードである。
【０１１２】
なお、温度センサ９５３が含む有機化合物層９５６と、記憶素子９５４が含む組成物層９５７は、同一の層に設けられているにも関わらず、異なる材料から形成されているために、作り分けが必要である。そこで、有機化合物層９５６と組成物層９５７は、作り分けを簡単に行うことが可能な液滴吐出法を用いて形成するとよい。
【０１１３】
次に、半導体装置の構成について、図１２（Ｂ）を参照して説明する。本発明の半導体装置は、アンテナ９０２、演算処理回路部９０３、記憶回路部９０４、通信回路部９０５、電源回路部９０７、センサ部９０８を有する。
【０１１４】
センサ部９０８は、センサ９０６とセンサ回路９０９を有する。センサ部９０８は、温度、湿度、照度、気体、重力、圧力、音、振動、加速度、その他の特性を物理的又は化学的手段により検出するセンサと、センサを制御するセンサ回路を含む。センサ部９０８が含むセンサには、抵抗素子、光起電力素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオード等の素子を含む。センサ回路９０９はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ／デジタル変換して演算処理回路部９０３に信号を出力する。
【０１１５】
記憶回路部９０４は、センサ部９０８やアンテナ９０２を経由して受信した外部からの情報を随時記録することができる。記憶回路部９０４は、センサ部９０８で検知した信号を格納する第１の記憶回路部９１０と、リーダライタ装置から書き込まれた情報を記録する第２の記憶回路部９１１を含む。第１の記憶回路部９１０はセンサ部９０８で検知した情報を記録するために、逐次書き込みを可能とするとよい。
【０１１６】
通信回路部９０５は、復調回路９１２、変調回路９１３を含む。復調回路９１２は、アンテナ９０２を経由して入力される信号を復調して、演算処理回路部９０３に出力する。信号にはセンサ部９０８を制御する信号や、記憶回路部９０４に記憶させる情報を含んでいる。また、センサ回路９０９から出力される信号や、記憶回路部９０４から読み出された情報は、演算処理回路部９０３を通して変調回路９１３に出力される。変調回路９１３は、この信号を無線通信可能な信号に変調して、アンテナ９０２を介して外部装置に出力する。
【０１１７】
演算処理回路部９０３、センサ部９０８、記憶回路部９０４及び通信回路部９０５を動作させるのに必要な電力は、アンテナ９０２を介して供給される。なお、使用形態によっては、バッテリーを内蔵した構成としてもよい。
【０１１８】
温度や圧力等の情報を検出できるセンサ部９０８を有することにより、センサ部９０８が検出した様々な情報を記憶回路部９０４に記憶して管理することができる。
【０１１９】
例えば、食品にガスセンサを含む半導体装置を設け、食品の状態を管理することができる。具体的には、腐敗しやすい食品等にガスセンサを有する半導体装置を設け、食品から発せられる腐敗ガスを検知する。検知したデータは、半導体装置内の記憶回路部９０４に記憶され、記憶されたデータは、陳列棚またはベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで定期的に読み取ることにより、食品の鮮度を管理し、なおかつ、腐敗が開始した食品を選別することができる。
【０１２０】
また、人体の表面または内部に、温度センサ、圧力センサ等のセンサを有する半導体装置を設けて脈拍数、心拍数、体温、血圧、心電図、筋電図等の生体情報を記憶回路部９０４に記憶することができる。本発明の半導体装置は、薄型、小型であるため、人体を拘束せずに生体情報を読み取ることができる。また、記憶された情報をリーダライタで定期的に読み取ることにより、人体の健康状態や運動状態の管理や疾病の予防、予測が可能となる。また、インターネット等のネットワークを用いて、リーダライタで読み取った生体情報を得ることで、在宅医療監視システム等が可能となる。このように、センサ部を設けた半導体装置は、様々な用途で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図２】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図３】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図４】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図５】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図６】本発明の記憶装置の構成を説明する図。
【図７】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図８】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図９】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図１０】本発明の記憶装置が組み込まれた電子機器を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置の使用形態を説明する図。
【図１２】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶素子を含むメモリセルを複数個と、第１の方向に延在する複数のビット線と、前記第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数のワード線と、を有し、
前記記憶素子は、前記ビット線を構成する第１の導電層と、前記ワード線を構成する第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられ、光硬化する組成物を含む層と、を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項２】
記憶素子とトランジスタを含むメモリセルを複数個有し、
前記記憶素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられ、光硬化する組成物を含む層と、を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１の導電層と前記第２の導電層の少なくとも一方は、透光性を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記組成物を含む層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、
前記組成物を含む層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を有し、
前記モノマーは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類、キャリア輸送性の置換基を含むアクリル酸エステル類、キャリア輸送性の置換基を含むスチレン類、キャリア輸送性の置換基を含むエポキシ類及びキャリア輸送性の置換基を含むビニルエーテル類から選択された少なくとも１つであり、
前記オリゴマーは、アクリロイル基、スチリル基、エポキシ基及びビニルエーテル基から選択された少なくとも１つであり、
前記硬化剤は、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリドン誘導体、チタノセン誘導体及びホスフィンオキシド誘導体から選択された少なくとも１つであることを特徴とする記憶装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記キャリア輸送性の置換基は、芳香族アミン、電子過剰型ヘテロ芳香環、縮合芳香環、電子欠如型ヘテロ芳香環又は典型金属キノリノール錯体であることを特徴とする記憶装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記キャリア輸送性の置換基は、カルバゾール、トリフェニルアミン、チオフェン、ピロール、アントラセン、ピレン、ペリレン、ナフタレン、ピリジン、フェナントロリン、ビピリジン、イミダゾール、ジアゾ−ル又はトリアゾールであることを特徴とする記憶装置。
【請求項８】
記憶素子とトランジスタを含むメモリセルを複数個と、電磁波を交流の電気信号に変換するアンテナと、前記アンテナから供給される交流の電気信号を基に電源電位を生成し、前記電源電位を前記メモリセルに供給する電源回路と、を有し、
前記記憶素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられ、光硬化する組成物を含む層と、を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１の導電層と前記第２の導電層の少なくとも一方は、透光性を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項８において、
前記組成物を含む層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項８において、
前記組成物を含む層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を有し、
前記モノマーは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類、キャリア輸送性の置換基を含むアクリル酸エステル類、キャリア輸送性の置換基を含むスチレン類、キャリア輸送性の置換基を含むエポキシ類及びキャリア輸送性の置換基を含むビニルエーテル類から選択された少なくとも１つであり、
前記オリゴマーは、アクリロイル基、スチリル基、エポキシ基及びビニルエーテル基から選択された少なくとも１つであり、
前記硬化剤は、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリドン誘導体、チタノセン誘導体及びホスフィンオキシド誘導体から選択された少なくとも１つであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記キャリア輸送性の置換基は、芳香族アミン、電子過剰型ヘテロ芳香環、縮合芳香環、電子欠如型ヘテロ芳香環又は典型金属キノリノール錯体であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記キャリア輸送性の置換基は、カルバゾール、トリフェニルアミン、チオフェン、ピロール、アントラセン、ピレン、ペリレン、ナフタレン、ピリジン、フェナントロリン、ビピリジン、イミダゾール、ジアゾ−ル又はトリアゾールであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
基板上に第１の導電層を形成し、
前記第１の導電層に接するように、組成物を含む層を形成し、
前記組成物を含む層が硬化するように、前記組成物を含む層に光を照射し、
前記組成物を含む層に接するように、第２の導電層を形成し、
前記組成物を含む層として、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を含む層を形成することを特徴とする記憶装置の作製方法。
【請求項１５】
基板上にトランジスタを形成し、
前記トランジスタ上に第１の絶縁層を形成し、
前記第１の絶縁層に設けられた開口部を介して、前記トランジスタに電気的に接続された第１の導電層を形成し、
前記第１の導電層に電気的に接続された第２の導電層を形成し、
前記第２の導電層に接するように、組成物を含む層を形成し、
前記組成物を含む層が硬化するように、前記組成物を含む層に光を照射し、
前記組成物を含む層に接するように、第３の導電層を形成し、
前記組成物を含む層として、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を含む層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１】
記憶素子を含むメモリセルを複数個と、第１の方向に延在する複数のビット線と、前記第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数のワード線と、を有し、
前記記憶素子は、前記ビット線を構成する第１の導電層と、前記ワード線を構成する第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられ、光硬化する組成物を含む層と、を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項２】
記憶素子とトランジスタを含むメモリセルを複数個有し、
前記記憶素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられ、光硬化する組成物を含む層と、を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１の導電層と前記第２の導電層の少なくとも一方は、透光性を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記組成物を含む層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、
前記組成物を含む層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を有し、
前記モノマーは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類、キャリア輸送性の置換基を含むアクリル酸エステル類、キャリア輸送性の置換基を含むスチレン類、キャリア輸送性の置換基を含むエポキシ類及びキャリア輸送性の置換基を含むビニルエーテル類から選択された少なくとも１つであり、
前記オリゴマーは、アクリロイル基、スチリル基、エポキシ基及びビニルエーテル基から選択された少なくとも１つであり、
前記硬化剤は、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリドン誘導体、チタノセン誘導体及びホスフィンオキシド誘導体から選択された少なくとも１つであることを特徴とする記憶装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記キャリア輸送性の置換基は、芳香族アミン、電子過剰型ヘテロ芳香環、縮合芳香環、電子欠如型ヘテロ芳香環又は典型金属キノリノール錯体であることを特徴とする記憶装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記キャリア輸送性の置換基は、カルバゾール、トリフェニルアミン、チオフェン、ピロール、アントラセン、ピレン、ペリレン、ナフタレン、ピリジン、フェナントロリン、ビピリジン、イミダゾール、ジアゾ−ル又はトリアゾールであることを特徴とする記憶装置。
【請求項８】
記憶素子とトランジスタを含むメモリセルを複数個と、電磁波を交流の電気信号に変換するアンテナと、前記アンテナから供給される交流の電気信号を基に電源電位を生成し、前記電源電位を前記メモリセルに供給する電源回路と、を有し、
前記記憶素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられ、光硬化する組成物を含む層と、を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１の導電層と前記第２の導電層の少なくとも一方は、透光性を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項８において、
前記組成物を含む層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項８において、
前記組成物を含む層は、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を有し、
前記モノマーは、アクリル酸エステル類、スチレン類、エポキシ類、ビニルエーテル類、キャリア輸送性の置換基を含むアクリル酸エステル類、キャリア輸送性の置換基を含むスチレン類、キャリア輸送性の置換基を含むエポキシ類及びキャリア輸送性の置換基を含むビニルエーテル類から選択された少なくとも１つであり、
前記オリゴマーは、アクリロイル基、スチリル基、エポキシ基及びビニルエーテル基から選択された少なくとも１つであり、
前記硬化剤は、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリドン誘導体、チタノセン誘導体及びホスフィンオキシド誘導体から選択された少なくとも１つであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記キャリア輸送性の置換基は、芳香族アミン、電子過剰型ヘテロ芳香環、縮合芳香環、電子欠如型ヘテロ芳香環又は典型金属キノリノール錯体であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記キャリア輸送性の置換基は、カルバゾール、トリフェニルアミン、チオフェン、ピロール、アントラセン、ピレン、ペリレン、ナフタレン、ピリジン、フェナントロリン、ビピリジン、イミダゾール、ジアゾ−ル又はトリアゾールであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
基板上に第１の導電層を形成し、
前記第１の導電層に接するように、組成物を含む層を形成し、
前記組成物を含む層が硬化するように、前記組成物を含む層に光を照射し、
前記組成物を含む層に接するように、第２の導電層を形成し、
前記組成物を含む層として、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を含む層を形成することを特徴とする記憶装置の作製方法。
【請求項１５】
基板上にトランジスタを形成し、
前記トランジスタ上に第１の絶縁層を形成し、
前記第１の絶縁層に設けられた開口部を介して、前記トランジスタに電気的に接続された第１の導電層を形成し、
前記第１の導電層に電気的に接続された第２の導電層を形成し、
前記第２の導電層に接するように、組成物を含む層を形成し、
前記組成物を含む層が硬化するように、前記組成物を含む層に光を照射し、
前記組成物を含む層に接するように、第３の導電層を形成し、
前記組成物を含む層として、モノマー、オリゴマー及び硬化剤を含む層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１９１００５（Ｐ２００６−１９１００５Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５２９３４（Ｐ２００５−３５２９３４）
【出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【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１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【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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