[发明专利]存储元件及半导体装置以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有包括存储元件的电路的半导体装置以及其制造方法。

注意，在本说明书中，“半导体装置”是指一种通过利用半导体特性来发挥功能的所有装置，亦即，电光学装置、半导体电路、以及电子设备均属于半导体装置。

背景技术

如专利文献1所示那样，使用有机化合物的存储元件的一般结构是如下：在有机化合物层之上面和下面配置有两个电极作为存储元件的两个端子。

专利文献2提出一种存储元件，其中作为存储元件的两个端子将一对电极形成在相同的表面上，在其上配置共轭聚合物或低聚物，并且通过将电压施加到电极之间使共轭聚合物或低聚物低电阻化，以写入信息。

[专利文献1]美国专利申请2005年公开66640号公报

[专利文献2]日本专利申请公开Hei 11-504749

作为设置在半导体装置中的存储电路，可举出DRAM(动态随机存取存储器)、SRAM(静态随机存取存储器)、FeRAM(铁电随机存取存储器)、掩模ROM(只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、快闪存储器等。上述存储电路分别有如下问题：由于DRAM、SRAM是易失性存储电路，且当关掉电源时数据被删除，所以每当打开电源时都需要重新写入数据；FeRAM虽是非易失性存储电路，但是由于使用了包括铁电体层的电容元件，所以使制造工序增加；掩模ROM的结构很简单，然而在制造工序中需要写入数据且不能补写；EPROM、EEPROM、快闪存储器虽都是非易失性存储电路，但是由于使用了包括两个栅电极的元件，所以使制造工序增加。

此外，在一般的使用有机化合物的存储电路中将有机化合物提供在上面和下面的一对电极之间而形成存储元件，但是由于在有机层上形成电极时有时电极形成时的温度会影响到有机层，所以对电极形成时的温度有限制。因该温度的限制而形成方法被限定，从而不能形成所希望的电极。因此，有妨碍实现元件的微细化的问题。所以，要在有机层上形成电极，就要首先从妨碍实现元件的微细化的问题着手。

此外，在专利文献1所示的使用形成在有机层之上面和下面的一对电极作为两个端子的存储元件中，因为将一对电极配置在上面和下面，所以需要通过多个工序来形成该一对电极。这样就有使制造过程复杂化的问题。而要解决制造过程复杂化的问题则需要从制造成本的方面着手。

另外，在专利文献2说明的存储元件中，写入电压值高，典型地进行100V、1秒的写入。在专利文献2说明的存储元件中，也进行10V、10秒的写入。此外，在专利文献2中，电极之间的距离为5μm及10μm，共轭聚合物或低聚合物的膜厚度为30nm至10μm左右。在专利文献2说明的存储元件中，在施加电压的前后不产生层的如结晶那样的形态学方面的差异，并且施加电压的前后的导电率差异可以通过非破坏性的方式而实现。专利文献2还指出施加电压的前后的导电率的变化不会造成材料的损失。

此外，在考虑到将存储元件安装到便携式信息终端、或芯片等的小片的情况下，理想的是能够以有限的电力进行存储元件的写入及读取。本发明的课题也在于实现存储元件的写入及读取所需的电力的低耗电量化。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的课题在于消除实现元件的微细化的障碍以及避免制造过程的复杂化。此外，本发明的课题还在于提供一种非易性存储装置及包括其的半导体装置，该存储装置在制造以外时也可以补写数据并防止通过改写的伪造等。另外，本发明的课题还在于提供廉价的非易性存储装置及半导体装置。

鉴于上述问题，本发明提供一种存储元件，其中，在绝缘表面的第一区域上提供第一导电层，在绝缘表面的第二区域上提供第二导电层，导电颗粒配置在第一导电层和第二导电层之间，导电颗粒具有被有机膜覆盖的表面，第一区域和第二区域分开，并且通过进行对存储元件的写入，第一导电层及第二导电层至少通过导电颗粒彼此电连接。第一导电层及第二导电层与绝缘表面接触。本发明解决上述问题的至少一个。再者，也可以是在第二导电层和绝缘表面之间具有绝缘膜，并且第一导电层为与绝缘表面接触的存储元件。此外，本发明还提供一种存储元件，其包括：提供在绝缘表面上的第一导电层；覆盖绝缘表面、且以使第一导电层的一部分露出的方式覆盖第一导电层的一部分的绝缘膜；提供在所述绝缘膜上的第二导电层，其中，第二导电层中间夹着绝缘膜与第一导电层的一部分重叠，并且在第一导电层的露出部分上提供有导电微粒，通过进行对存储元件的写入，第一导电层及第二导电层至少通过导电颗粒彼此电连接。