[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及存储数据的半导体器件。本发明特别涉及具有存储元 件和由薄膜晶体管(以下称作TFT)构成的电路的半导体器件及其制 造方法。

注意，在本说明书中，半导体器件是指通过利用半导体特性起到 作用的所有器件，电光学器件、半导体电路及电子设备都是半导体器 件。

背景技术

近年来，利用以无线通信进行数据通信的半导体器件的个体识别 技术引人注目。使用了半导体器件的个体识别技术开始适用于各个对 象物的生产或管理等，还开始应用于个人认证。这种半导体器件还称 为RFID(射频识别)标签、IC(集成电路)标签、IC芯片、RF标 签、无线标签、电子标签。

以RFID为代表的半导体器件具有存储器以便存储信息，可以通 过无线通信与外部读出装置(也称作读出器)之间进行存储在存储器 中的数据的通信。

近年来，对于这种安装有半导体存储器的RFID期待着增大存储 容量。为此，对一个开关元件设置一个存储单元而成的所谓的可电寻 址的有源矩阵型元件有限制，而需要具有更简单结构的无源矩阵型元 件。作为这种可电寻址的无源矩阵型元件，专利文献1公开了使用共 轭聚合物的有机存储器。

[专利文献1]日本特表2001-503183号公报

在无源矩阵型元件中，在衬底上形成多个几十nm至几μm左右 即非常细的第一导电体，并且将此用作电寻址用线。存储材料设置在 该第一导电体上。再者，与形成第一导电体的平面平行地形成第二导 电体，此时，第一导电体和第二导电体设置为互相正交，以使其重叠 的地点形成矩阵。上述第一导电体和第二导电体重叠的部分用作存储 单元。

无源矩阵型元件由于具有这样简单的结构，所以潜在地可以实现 存储单元的高集成化。

然而，无源矩阵型元件具有要解决的严重问题。就是说，在无源 矩阵型元件中防止所谓的串扰是对存储器件的正常工作不可缺乏的， 但是防止该串扰在技术上很困难。下面，参照图10说明产生串扰的机 制。

在电指定了地址进行读出的存储器中，通过读出存储单元的电阻 值或电阻值的变化量来读出信息的存储。换言之，在对写入了的存储 单元和未写入的存储单元施加同一电压以读出存储了的信息之际，读 出写入了的存储单元和未写入状态的存储单元之间的电流值的较大差 别。电流值的差别越大越好，并且优选在存储单元的写入之前和之后 给予1000倍以上的差别。换言之，在读出电指定的地址的存储器中， 在具有不同信息的存储单元之间，即，写入了的存储单元和未写入状 态的存储单元之间的电阻值的差别达1000倍以上。

在此，例如考虑到具有通过写入信息而电阻值降低的存储单元的 存储器件。图10示出存储器件的简单的示意图。图10是这样的图： 配置有彼此平行的三条第一布线n(l-1)、n(l)、n(l+1)，在这 些上形成有存储材料，而在其上方形成有三条第二布线m(k-1)、m (k)、m(k+1)。在图10中示出了形成于第一布线和第二布线重叠 的部分的九个存储单元被配置为矩阵形的情况。

如图10所示，当在写入到三个存储单元n(l+1)m(k)、n(l) m(k-1)、n(l+1)m(k-1)之后想要写入到存储单元n(l)m(k) 时，不能写入，这是因为，该存储单元n(l)m(k)与相邻的写入了 的存储单元相比具有1000倍以上的电阻值，即使对第一布线n(l) 和第二布线m(k)施加电压，电流也不流入所希望的存储单元n(l) m(k)，因为由图10中的虚线而表示的路径的电阻值大约为千分之 一的程度。

这种串扰的问题虽然在原理上可以通过对每个写入后的存储单 元赋予整流特性来解决，但是尚未实现。虽然专利文献1公开了通过 使用有机聚合物作为存储材料可以获得整流特性，但是未发现在写入 之后，即，在施加电流之后也保持整流特性的高分子材料。此外，在 专利文献1中，也没有呈现这种特性的材料的分子结构的记载。

发明内容

本发明提供一种存储结构，其中设置一对电极、在该一对电极之 间的包含有机化合物的层、以及在该一对电极之间的两种金属氧化物 层。配置在一对电极之间的两种金属氧化物层中的一个是p型半导体 材料，另一个是n型半导体材料。