[发明专利]存储器件以及半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及使用存储元件的存储器件以及具备存储器件的半导体器件。本发明特别涉及将有机材料使用于存储元件的器件等。

背景技术

近年来，正在对使用有机材料如有机晶体管、有机存储器等的电子元件进行积极的研究开发。使用有机材料的电子元件是具有柔性的元件并且其作为廉价的元件被看好。例如，在专利文件1中记载了利用有机二极管的掩模ROM。专利文件1的存储元件在制造时以外不能写入(可纪录)数据，所以在使用上不方便。

此外，通过提供天线以能够非接触地发送/接收数据的小型的半导体器件已经实用化了，该半导体器件被称为IC(集成电路)芯片。这种半导体器件除了IC芯片以外还被称为无线芯片、ID标签、IC标签、RF(射频)标签、无线标签、无线IC标签、电子标签、RFID(射频识别技术)标签。

可以通过在IC芯片中提供将大量数据存储的存储器件，实现高功能化、高附加价值化。为了使IC芯片的利用范围扩大，有必要实现IC芯片的廉价化。于是，期待通过将有机存储器使用于存储器件，以实现IC芯片的廉价化。然而，在专利文件1中并没有阐述到将有机存储器与用于控制存储元件的写入以及读出等的电路合并，以有效地利用有机存储器的优点。

[专利文件1]专利公开2001-516964号公报

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的之一为如下：提供一种使用有机材料的存储器件，其在制造时以外也可以写入数据。此外，本发明的目的之一是谋求实现存储器件的大容量化。

本发明的目的之一为如下：通过采用简单方便的方法来将使用有机材料的元件安装到使用以硅为典型的半导体材料的电路，以提供高功能、高附加价值的存储器件及半导体器件。

本发明的存储器件包括具有多个存储单元的存储单元阵列。再 者，本发明的存储器件还包括用于将数据写入到存储单元阵列的电路，以及从存储单元阵列读出数据的电路。存储单元包括：包括接合了的n型杂质区域和p型杂质区域的半导体膜；形成在半导体膜上方并连接到n型杂质区域及p型杂质区域的任何一方的第一导电膜；第一导电膜上方的第二导电膜；以及夹在第一导电膜和第二导电膜之间的有机化合物层。就是说，存储单元具有在pn结二极管上层叠有使用有机化合物层的有机存储器的结构。

此外，本发明的存储器件包括：用于数据的读出/写入的逻辑电路；n沟道型薄膜晶体管；以及p沟道型薄膜晶体管。在本发明中，存储单元的半导体膜和薄膜晶体管的半导体膜形成在同一绝缘表面上。

在本发明中，在同一半导体膜中的同一绝缘表面上排列地形成p型杂质区域和n型杂质区域，而不采用层叠p型半导体膜和n型半导体膜的双层结构，以便在存储单元的半导体膜中形成pn结。存储单元的pn结合面形成为与绝缘表面正交，而不是相互平行。就是说，pn结合面形成为与薄膜晶体管的沟道形成区域和杂质区域的接合面平行。因此，可以在在薄膜晶体管的半导体膜中形成杂质区域的一系列工序中，在存储单元的半导体膜中形成pn结。

在存储单元的半导体膜中，构成pn结的杂质区域的至少一方以与形成在薄膜晶体管的半导体膜中的杂质区域相同的浓度来包含n型或p型的杂质。此外，构成pn结的杂质区域的至少一方在与形成在薄膜晶体管的半导体膜中的杂质区域相同的杂质添加工序中被添加杂质。因此，存储单元和薄膜晶体管有可能具有薄层电阻值相同的杂质区域。

注意，根据制造装置的精度，在采用相同工序来形成的两个杂质区域中不可避免地产出浓度、浓度分布、电阻值的偏差。因此，在本发明中所指的在两个杂质区域中的浓度相同的情况包括如下：除了浓度完全相同的情况以外，还包括因制造装置而产生的误差的范围。此外，可以根据浓度分布(浓度轮廓)的峰值浓度来决定半导体膜的杂质的浓度。

本发明的存储器件适合于通过天线能够非接触地输出/输入数据的半导体器件的存储部。在这种半导体器件中，为了非接触地进行通 讯，谐振电路连接到天线。谐振电路包括电容器。可以通过使该电容器为MIS结构，来同时形成存储单元的二极管、薄膜晶体管及电容器。因此，可以在相同的杂质添加工序中制造存储单元的杂质区域和电容器的任何一个杂质区域。

通过在存储单元中提供有pn结，可以在制造时以外也将数据写入到使用有机材料的存储单元。因此，通过使用本发明的存储器件，可以实现高附加价值的半导体器件如无线芯片的廉价化。

此外，本发明的存储单元的pn结不仅可以与控制存储单元的逻辑电路的薄膜晶体管同时形成，而且可以在薄膜晶体管的制造工序中不用追加特殊工序地进行制造。因此，可以直接使用用于制造薄膜晶体管的现有资产，这在工业上是非常有利的。