專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成了多個(gè)電路的半導(dǎo)體器件及其制造方法。此外，本發(fā)明還涉及能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，在絕緣表面上集成了多個(gè)電路的具有多種功能的半導(dǎo)體器件得到了發(fā)展。此外，通過提供天線而以無線的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件也得到了發(fā)展。將這樣的半導(dǎo)體器件稱為無線芯片、ID標(biāo)簽、IC芯片、RF(射頻)標(biāo)簽、無線標(biāo)簽、電子標(biāo)簽或RFID(射頻身份識別)，所述半導(dǎo)體器件已經(jīng)被引入了某些市場(例如，見參考文獻(xiàn)1日本專利申請公開文本No.2004-282050)。

發(fā)明內(nèi)容
在將用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)電路(也可簡稱為存儲(chǔ)器)作為將要集成于襯底上的各種電路之一提供時(shí)，能夠提供一種更為完善的具有更高的附加值的半導(dǎo)體器件。所述存儲(chǔ)電路可以是，例如，DRAM、SRAM、FeRAM、掩模ROM、EPROM、EEPROM或閃速存儲(chǔ)器等。在這些存儲(chǔ)器當(dāng)中，由于DRAM和SRAM是在斷電后擦除數(shù)據(jù)的易失存儲(chǔ)器，因此必須每次通電時(shí)寫入數(shù)據(jù)。而FeRAM則是非易失存儲(chǔ)電路。由于FeRAM采用包括鐵電層的電容器元件，因此其制造步驟多。盡管掩模ROM具有簡單的結(jié)構(gòu)，但是必須在制造步驟中寫入數(shù)據(jù)，并且不能額外記錄數(shù)據(jù)。EPROM、EEPROM和閃速存儲(chǔ)器是非易失存儲(chǔ)電路，但是，由于它們采用包括兩個(gè)柵電極的元件，因而制造步驟多。
考慮到上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，所述半導(dǎo)體器件具有非易失、可額外記錄的存儲(chǔ)電路，并且易于制造。
本發(fā)明將提供一種包括存儲(chǔ)元件的半導(dǎo)體器件及其制造方法，所述存儲(chǔ)元件具有在一對導(dǎo)電層之間插置有機(jī)化合物層的簡單結(jié)構(gòu)。憑借這一特點(diǎn)，提供了一種易于制造的具有非易失的、可額外記錄的存儲(chǔ)電路的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括設(shè)置于絕緣層上的多個(gè)場效應(yīng)晶體管和設(shè)置于所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管上的多個(gè)存儲(chǔ)元件。所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中的每者采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分。所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括設(shè)置于絕緣層上的多個(gè)場效應(yīng)晶體管、設(shè)置于所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管上的多個(gè)存儲(chǔ)元件和起著天線作用的導(dǎo)電層。所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中的每者采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分。所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的。所述起著天線作用的導(dǎo)電層和所述第一導(dǎo)電層設(shè)置于同一層內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括設(shè)置于絕緣層上的多個(gè)場效應(yīng)晶體管、設(shè)置于所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管上的多個(gè)存儲(chǔ)元件和設(shè)置了起著天線作用的導(dǎo)電層的襯底。所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中的每者采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分。所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的。起著天線作用的導(dǎo)電層和起著場效應(yīng)晶體管的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層通過導(dǎo)電顆粒連接。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，所述絕緣層具有氧化硅層。此外，所述存儲(chǔ)元件可以通過光學(xué)作用改變其電導(dǎo)率，可以通過光學(xué)作用改變其電阻值，以及通過電學(xué)作用改變其電阻值。所述存儲(chǔ)元件中的有機(jī)化合物層可以包括摻有光酸生成元的共軛聚合物材料。所述有機(jī)化合物層可以包括電子輸運(yùn)材料或空穴輸運(yùn)材料。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括一個(gè)或多個(gè)場效應(yīng)晶體管以及設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件，其中，每一所述場效應(yīng)晶體管采用設(shè)置于絕緣層上的單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分，每一所述存儲(chǔ)元件具有夾在一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層。在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，在以無源矩陣的形式布置多個(gè)存儲(chǔ)元件的情況下，每一存儲(chǔ)元件中的一對導(dǎo)電層之一在多個(gè)存儲(chǔ)元件之間是共用的，并被電連接到場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)。同時(shí)，在以有源矩陣的形式布置多個(gè)存儲(chǔ)元件的情況下，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的一對導(dǎo)電層之一被電連接到從所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中選出的一個(gè)場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)，并且所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者被電連接到每一場效應(yīng)晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括一個(gè)或多個(gè)場效應(yīng)晶體管、設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件以及起著天線作用的導(dǎo)電層，其中，每一所述場效應(yīng)晶體管采用設(shè)置于絕緣層上的單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分，每一所述存儲(chǔ)元件具有夾在一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層，并且其中，所述的一對導(dǎo)電層之一和所述起著天線作用的導(dǎo)電層設(shè)置于同一層內(nèi)。在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，在以無源矩陣的形式布置多個(gè)存儲(chǔ)元件的情況下，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的一對導(dǎo)電層之一在多個(gè)存儲(chǔ)元件之間是共用的，并被電連接到場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)。同時(shí)，在以有源矩陣的形式布置多個(gè)存儲(chǔ)元件的情況下，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的一對導(dǎo)電層之一被電連接到從所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中選出的一個(gè)場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)，并且所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者被電連接到每一場效應(yīng)晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括一個(gè)或多個(gè)場效應(yīng)晶體管、設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件以及位于所述存儲(chǔ)元件之上的、設(shè)置了起著天線作用的導(dǎo)電層的襯底，其中，每一所述場效應(yīng)晶體管采用設(shè)置于絕緣層上的單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分，每一所述存儲(chǔ)元件具有夾在一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層，并且其中，所述起著天線作用的導(dǎo)電層被電連接到所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)。在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，在以無源矩陣的形式布置多個(gè)存儲(chǔ)元件的情況下，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的一對導(dǎo)電層之一在多個(gè)存儲(chǔ)元件之間是共用的，并被電連接到場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)。同時(shí)，在以有源矩陣的形式布置多個(gè)存儲(chǔ)元件的情況下，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的一對導(dǎo)電層之一被電連接到從所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中選出的一個(gè)場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)，并且所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者被電連接到每一場效應(yīng)晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括設(shè)置于第一絕緣層上的、采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分的場效應(yīng)晶體管、覆蓋所述場效應(yīng)晶體管的第二絕緣層、通過設(shè)置于所述第二絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)的第一導(dǎo)電層(對應(yīng)于源極線路或漏極線路)、設(shè)置于所述第二絕緣層和第一導(dǎo)電層上的第三絕緣層、通過設(shè)置于所述第三絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述第一導(dǎo)電層的第二導(dǎo)電層、與所述第二導(dǎo)電層接觸的有機(jī)化合物層以及與所述有機(jī)化合物層接觸的第三導(dǎo)電層。包括所述第二導(dǎo)電層、所述有機(jī)化合物層和所述第三導(dǎo)電層的多層體為存儲(chǔ)元件。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括設(shè)置于第一絕緣層上的、采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分的場效應(yīng)晶體管、覆蓋所述場效應(yīng)晶體管的第二絕緣層、通過設(shè)置于所述第二絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)的第一導(dǎo)電層(對應(yīng)于源極線路或漏極線路)、設(shè)置于所述第二絕緣層和第一導(dǎo)電層上的第三絕緣層、通過設(shè)置于所述第三絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述第一導(dǎo)電層的第二導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層、與所述第二導(dǎo)電層接觸的有機(jī)化合物層以及與所述有機(jī)化合物層接觸的第四導(dǎo)電層。包括所述第二導(dǎo)電層、所述有機(jī)化合物層、所述第四導(dǎo)電層的多層體為存儲(chǔ)元件，所述第三導(dǎo)電層為天線。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括設(shè)置于第一絕緣層上的、采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分的場效應(yīng)晶體管、覆蓋所述場效應(yīng)晶體管的第二絕緣層、通過設(shè)置于所述第二絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)的第一導(dǎo)電層(對應(yīng)于源極線路或漏極線路)、設(shè)置于所述第二絕緣層和第一導(dǎo)電層上的第三絕緣層、通過設(shè)置于所述第三絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述第一導(dǎo)電層的第二導(dǎo)電層、與所述第二導(dǎo)電層接觸的有機(jī)化合物層、與所述有機(jī)化合物層接觸的第三導(dǎo)電層、電連接到所述第一導(dǎo)電層的第四導(dǎo)電層以及設(shè)置于所述第四導(dǎo)電層之上的襯底。包括所述第二導(dǎo)電層、所述有機(jī)化合物層、所述第三導(dǎo)電層的多層體為存儲(chǔ)元件，所述第四導(dǎo)電層為天線。
在具有上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置中，所述存儲(chǔ)元件為可以通過電學(xué)作用改變一對導(dǎo)電層之間的距離的元件。在通過使存儲(chǔ)元件的一對導(dǎo)電層短路的電學(xué)作用向存儲(chǔ)元件內(nèi)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，將改變存儲(chǔ)元件中的一對導(dǎo)電層之間的距離。具體而言，在使所述一對導(dǎo)電層短路之后，所述一對導(dǎo)電層之間的距離將比使其短路之前小。
所述有機(jī)化合物層至少具有一種載流子輸運(yùn)材料，因?yàn)樵谕ㄟ^電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)時(shí)，其必須通過輸運(yùn)載流子產(chǎn)生電流。此外，所述有機(jī)化合物層優(yōu)選具有電導(dǎo)處于1.0×10-15S·cm-1到1.0×10-3S·cm-1的范圍內(nèi)的載流子輸運(yùn)材料。
所述有機(jī)化合物層的厚度優(yōu)選處于5到60nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選處于10到20nm的范圍內(nèi)，原因如下當(dāng)厚度小于5nm時(shí)，厚度難以受到控制并且很可能發(fā)生變化；當(dāng)有機(jī)化合物層的厚度超過60nm時(shí)，通過電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)所需的功耗高。在10到20nm的優(yōu)選范圍內(nèi)，有機(jī)化合物層的厚度不太可能發(fā)生變化，并且能夠進(jìn)一步抑制功耗。襯底可以具有柔曲性。
具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件還包括從電源電路、時(shí)鐘發(fā)生電路、數(shù)據(jù)調(diào)制/解調(diào)電路和接口電路中選出的一種或多種電路。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法采用按順序疊置了第一單晶半導(dǎo)體層、包括氧化硅層的絕緣層和第二單晶半導(dǎo)體層的襯底，所述方法包括的步驟有形成多個(gè)場效應(yīng)晶體管，每一所述場效應(yīng)晶體管采用設(shè)置于襯底的一個(gè)表面上的第一單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；形成多個(gè)存儲(chǔ)元件，其包括位于所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管上的第一導(dǎo)電層、有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層的多層體；以及將設(shè)置于與所述襯底的所述一個(gè)表面相對的表面上的第二單晶半導(dǎo)體層蝕刻掉。通過微滴釋放法形成所述有機(jī)化合物層。
根據(jù)本發(fā)明，場效應(yīng)晶體管采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分。由于所述場效應(yīng)晶體管在諸如響應(yīng)速度和遷移率的特性方面更加優(yōu)越，因此能夠提供一種高速運(yùn)行的半導(dǎo)體器件及其制造方法。由于采用單晶半導(dǎo)體的場效應(yīng)晶體管的特性變化小，因此能夠提供具有高可靠性的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，在包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層上疊置包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層，其中，每一所述場效應(yīng)晶體管采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分。憑借這一特點(diǎn)，能夠提供一種小型半導(dǎo)體器件。
根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ)元件具有在一對導(dǎo)電層之間插置有機(jī)化合物層的簡單結(jié)構(gòu)。就這一特征而言，能夠提供一種廉價(jià)的半導(dǎo)體器件及其制造方法，因?yàn)樗霭雽?dǎo)體器件易于制造。此外，由于易于實(shí)現(xiàn)高度集成，因此能夠提供具有高容量存儲(chǔ)電路的半導(dǎo)體器件以及這樣的半導(dǎo)體器件的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中的存儲(chǔ)電路是非易失的，并且是可額外記錄的，其中，可以通過光學(xué)作用或電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)。憑借這一特點(diǎn)，能夠防止通過重新寫入進(jìn)行偽造，并且能夠額外寫入新的數(shù)據(jù)。也就是說，本發(fā)明能夠提供一種半導(dǎo)體器件，其具有不能重新寫入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)電路。因此，能夠提供一種完善的、具有高附加值的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法采用疊置了第一單晶半導(dǎo)體層、絕緣層和第二單晶半導(dǎo)體層的襯底，并且包括形成多個(gè)晶體管的步驟和將所述第二單晶半導(dǎo)體層蝕刻掉的步驟，其中，每一所述晶體管采用所述第一單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分。憑借這種方法，能夠提供一種體積小、厚度薄、重量輕的半導(dǎo)體器件。


在附圖中圖1A到圖1C示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖2A和圖2B示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖3示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖4A和圖4B示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖5示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖6示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖7A到圖7D示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法；圖8A到圖8C示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖9A和圖9B示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖10A到圖10C示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖11示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖12示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件；圖13示出了存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性；圖14示出了存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性；圖15示出了激光照射設(shè)備；圖16A到圖16E示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的使用形式；
圖17示出了采用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備；圖18A到18C示出了采用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備；圖19A和19B示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的使用形式；圖20A和20B示出了存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性；圖21A和21B示出了存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性；以及圖22A和22B示出了存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性。
具體實(shí)施例方式
將參考

本發(fā)明的實(shí)施模式和實(shí)施例。但是，本發(fā)明不限于下述說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以對其模式和細(xì)節(jié)做出各種改變。因此，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明僅限于下文給出的對實(shí)施模式和實(shí)施例的描述。在下文所述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，所有的附圖均采用相同的附圖標(biāo)記表示相同的內(nèi)容。在下述描述中，可以將場效應(yīng)晶體管簡稱為FET。
將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有集成了多個(gè)電路的結(jié)構(gòu)。更具體地說，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，依次疊置包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層351和包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層352(參考圖1A)。包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層351構(gòu)成了各種電路。此外，包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層352構(gòu)成了用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)電路。
現(xiàn)在將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的橫截面結(jié)構(gòu)。首先，將只描述包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層351的橫截面結(jié)構(gòu)(參考圖2A)。在絕緣層301上設(shè)置單晶半導(dǎo)體層302。在單晶半導(dǎo)體層302上，以自對準(zhǔn)的方式形成通過場氧化物層307隔開的n阱303和305以及p阱304和306。柵極絕緣層308到311是通過熱氧化形成的層。柵極312到315包括每者具有100到300nm的厚度的多晶硅層312a到315a，以及通過CVD形成的具有50到300nm的厚度的犧牲層312b到315b。在整個(gè)表面上形成絕緣層之后，通過各向異性刻蝕保留位于柵極312到315的側(cè)壁上的絕緣層部分，由此形成側(cè)壁324到327。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有在絕緣層301上疊置單晶半導(dǎo)體層302的結(jié)構(gòu)，其原因如下。在本發(fā)明中，采用按順序疊置了第一單晶半導(dǎo)體層、絕緣層和第二單晶半導(dǎo)體層的襯底(SIMOX襯底)，在根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的步驟中，在制造了采用單晶半導(dǎo)體層(對應(yīng)于單晶半導(dǎo)體層302)作為溝道部分的場效應(yīng)晶體管之后，將第二單晶半導(dǎo)體層蝕刻掉。具有上述特征的本發(fā)明能夠提供體積小、厚度薄、總量輕的半導(dǎo)體器件。
在p溝道FET 316的雜質(zhì)區(qū)(也稱為源極區(qū)或漏極區(qū))328以及p溝道FET 318的雜質(zhì)區(qū)330內(nèi)摻有賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。在n溝道FET 317的雜質(zhì)區(qū)329以及n溝道FET 319的雜質(zhì)區(qū)331內(nèi)摻有賦予n型導(dǎo)熱系數(shù)的雜質(zhì)元素。
P溝道FET 316的低濃度雜質(zhì)區(qū)(也稱為LDD區(qū))320和p溝道FET 318的低濃度雜質(zhì)區(qū)322摻有賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。N溝道FET 317的低濃度雜質(zhì)區(qū)321和n溝道FET 319的低濃度雜質(zhì)區(qū)323摻有賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。通過離子注入法或離子摻雜法以自對準(zhǔn)的方式形成這些低濃度雜質(zhì)區(qū)320到323。
盡管這里示出了FET 316到319具有低濃度雜質(zhì)區(qū)320到323和側(cè)壁324到327的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不限于這一結(jié)構(gòu)。如果不需要?jiǎng)t不必提供所述低濃度雜質(zhì)區(qū)和所述側(cè)壁。此外，盡管通過場氧化物層307隔開了FET 316到319，但是本發(fā)明不限于這一結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^將單晶半導(dǎo)體層302構(gòu)造成島狀分隔所述元件。換言之，可以對單晶半導(dǎo)體層302構(gòu)圖，從而將所述單晶半導(dǎo)體層302劃分為島的形式，由此分隔所述元件。
此外，提供覆蓋p溝道FET 316和318以及n溝道FET 317和319的絕緣層332和333。提供這些絕緣層332和333的目的在于使表面變平。起著源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層334到339與雜質(zhì)區(qū)328到331接觸，并填充設(shè)置于絕緣層332和333內(nèi)的接觸孔。之后，設(shè)置覆蓋導(dǎo)電層334到339的絕緣層342和343。提供這些絕緣層342和343的目的在于使表面變平，以及保護(hù)FET 316到319。
如下所述，在設(shè)置于FET 316和319之上的包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層352內(nèi)，根據(jù)層352的結(jié)構(gòu)，通過采用激光的光學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)。在這種情況下，采用具有光阻擋特性的絕緣材料形成絕緣層342和343，以保護(hù)FET 316到319不受激光照射。作為具有光阻擋特性的絕緣材料，例如，給出了下述材料已知絕緣材料，其中添加并混合了碳顆粒、金屬顆粒、色素、色料等，如有必要還要對其過濾；或者添加了表面活化劑或擴(kuò)散劑，以使碳顆粒等均勻混合的材料。優(yōu)選通過旋涂法形成這樣的絕緣材料。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，在具有上述結(jié)構(gòu)的包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層351上設(shè)置包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層352，下面說明其橫截面結(jié)構(gòu)(參考圖2B)。
在絕緣層343上疊置第一導(dǎo)電層345、有機(jī)化合物層346和第二導(dǎo)電層347，這一多層體對應(yīng)于存儲(chǔ)元件350。在有機(jī)化合物層346之間設(shè)置絕緣層348。在多個(gè)存儲(chǔ)元件350之上設(shè)置絕緣層349。將第一導(dǎo)電層345連接至起著FET 316的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層334。
在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，存儲(chǔ)元件350具有簡單的結(jié)構(gòu)，其中，有機(jī)化合物層346夾在一對導(dǎo)電層(第一導(dǎo)電層345和第二導(dǎo)電層347)之間。就這一特征而言，能夠提供一種廉價(jià)的半導(dǎo)體器件及其制造方法，因?yàn)樗霭雽?dǎo)體器件易于制造。此外，由于易于實(shí)現(xiàn)高度集成，因此能夠提供具有高容量存儲(chǔ)電路的半導(dǎo)體器件以及這樣的半導(dǎo)體器件的制造方法。
接下來，將參考圖3描述一種半導(dǎo)體器件，其中，在包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層351之上設(shè)置包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層352，并且所述半導(dǎo)體器件具有與上述半導(dǎo)體器件不同的橫截面結(jié)構(gòu)。在絕緣層343之上設(shè)置第一導(dǎo)電層361到364，并提供與所述第一導(dǎo)電層361到364接觸的有機(jī)化合物層365到368。之后，提供與有機(jī)化合物層365到368接觸的第二導(dǎo)電層369。將每一第一導(dǎo)電層361到364連接至起著每一FET 316到319的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層。包括第一導(dǎo)電層361到364中的任何一個(gè)、有機(jī)化合物層365到368中的任何一個(gè)以及第二導(dǎo)電層369的多層體對應(yīng)于存儲(chǔ)元件371到374之一。在有機(jī)化合物層365到368之間設(shè)置絕緣層370。在多個(gè)存儲(chǔ)元件371到374之上設(shè)置絕緣層375。
通過FET 316到319中的任何一個(gè)控制多個(gè)存儲(chǔ)元件371到374中的每一個(gè)的操作。在圖示的結(jié)構(gòu)中，所有的FET 316到319具有相同的導(dǎo)電類型，這里FET 316到319為n溝道FET。

將參考圖1A到1C、圖4A和4B以及圖5描述根據(jù)所述的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件具有通過非接觸的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有集成了多個(gè)電路的結(jié)構(gòu)，并且具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，按順序疊置包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層401和包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層402，并在包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層402的周圍設(shè)置天線(參考圖1B)。
接下來，描述具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面結(jié)構(gòu)(圖4A)。包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層401具有p溝道FET 316、n溝道FET 317、p溝道FET 318和n溝道FET 319。由于在上文中已經(jīng)對這些FET的結(jié)構(gòu)給出了說明，因此這里將不再重復(fù)。之后，提供覆蓋p溝道FET316、n溝道FET 317、p溝道FET 318和n溝道FET 319的絕緣層342和343。在絕緣層343之上，設(shè)置包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層402。在包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層402的外圍提供起著天線作用的導(dǎo)電層403。
之后，在絕緣層343之上按順序疊置第一導(dǎo)電層445、有機(jī)化合物層446和第二導(dǎo)電層447，這一多層體對應(yīng)于存儲(chǔ)元件450。在有機(jī)化合物層446之間提供絕緣層448。將第一導(dǎo)電層445連接至起著FET 317的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層。
在與第一導(dǎo)電層445相同的層內(nèi)提供起著天線的作用的導(dǎo)電層403。在導(dǎo)電層403之上提供絕緣層448和絕緣層449。將導(dǎo)電層403連接至導(dǎo)電層334和導(dǎo)電層341。導(dǎo)電層334起著p溝道FET 316的源極線路或漏極線路的作用，導(dǎo)電層341起著p溝道FET 319的源極線路或漏極線路的作用。
在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，存儲(chǔ)元件450具有簡單的結(jié)構(gòu)，其中，有機(jī)化合物層446夾在一對導(dǎo)電層(第一導(dǎo)電層445和第二導(dǎo)電層447)之間。就這一特征而言，能夠提供一種廉價(jià)的半導(dǎo)體器件及其制造方法，因?yàn)樗霭雽?dǎo)體器件易于制造。此外，由于易于實(shí)現(xiàn)高度集成，因此能夠提供具有高容量存儲(chǔ)電路的半導(dǎo)體器件以及這樣的半導(dǎo)體器件的制造方法。
接下來，將參考圖4B描述一種與上述不同的半導(dǎo)體器件的橫截面結(jié)構(gòu)。更具體地說，將描述一種半導(dǎo)體器件的橫截面結(jié)構(gòu)，其與圖4A所示的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的不同之處僅在于包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層402的結(jié)構(gòu)。
在絕緣層343之上，設(shè)置連接至起著FET 317和318的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層；設(shè)置與第一導(dǎo)電層462和463接觸的有機(jī)化合物層466和467；以及設(shè)置接觸有機(jī)化合物層466和467的第二導(dǎo)電層469。包括第二導(dǎo)電層469、第一導(dǎo)電層462和463中的任意一個(gè)以及有機(jī)化合物層466和467中的任意一個(gè)的多層體對應(yīng)于存儲(chǔ)元件472或473。在有機(jī)化合物層466和467之間設(shè)置絕緣層470。在多個(gè)存儲(chǔ)元件472和473之上設(shè)置絕緣層475。
接下來，將參考附圖描述其結(jié)構(gòu)與上述結(jié)構(gòu)不同的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有集成了多個(gè)電路的結(jié)構(gòu)，并且具有兩個(gè)襯底相互粘附到一起的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)襯底之上，按順序疊置包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層501和包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502。在另一襯底之上，提供起著天線作用的導(dǎo)電層503(參考圖1C)。
因此，將參考圖5描述具有圖1C所示的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的橫截面結(jié)構(gòu)。
包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層501具有FET 316到319，這些FET的結(jié)構(gòu)如上所述。此外，包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502的結(jié)構(gòu)與圖4A所示的包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層402的結(jié)構(gòu)相同。出于這一原因，這里將省略對包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502的橫截面結(jié)構(gòu)的描述。
通過包括導(dǎo)電顆粒506的樹脂505使具有包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層501和包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502的襯底與設(shè)置了導(dǎo)電層503的襯底504相互粘附到一起。之后，使起著FET 316的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層334、起著FET 319的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層341以及導(dǎo)電層503通過導(dǎo)電顆粒506電連接。
接下來，將參考圖6描述其結(jié)構(gòu)與上述結(jié)構(gòu)不同的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的橫截面結(jié)構(gòu)。更具體地說，將描述一種半導(dǎo)體器件的橫截面結(jié)構(gòu)，其與圖5所示的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的不同之處僅在于包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502的結(jié)構(gòu)。
包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層501具有FET 316到319，這些FET的結(jié)構(gòu)如上所述。此外，包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502的結(jié)構(gòu)與圖4B所示的包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層402的結(jié)構(gòu)相同。之后，與圖5所示的結(jié)構(gòu)一樣，通過包括導(dǎo)電顆粒506的樹脂505將具有包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層501和包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502的襯底與設(shè)置了導(dǎo)電層503的襯底504相互粘附起來。之后，使起著FET 316的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層334、起著FET 319的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層341以及導(dǎo)電層503通過導(dǎo)電顆粒506電連接。
應(yīng)當(dāng)注意，在某些情況下，根據(jù)存儲(chǔ)元件的結(jié)構(gòu)通過利用激光的光學(xué)作用向包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502寫入數(shù)據(jù)。在這種情況下，必須使兩個(gè)襯底相互粘附，從而使包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層502不與襯底504上的導(dǎo)電層503重疊。
在圖5和圖6所示的結(jié)構(gòu)中，通過導(dǎo)電顆粒506將起著FET 316和319的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層連接至襯底504上的導(dǎo)電層503；但是，本發(fā)明不限于這一結(jié)構(gòu)。在形成起著FET 316和319的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層之后，可以形成連接至源極區(qū)或漏極區(qū)并暴露至后表面的導(dǎo)電層，并將其連接至襯底504之上的導(dǎo)電層503。
也就是說，作為起著FET 316到319的源極線路或漏極線路的作用的導(dǎo)電層，可以形成通過第一開口部分連接至FET 316到319的源極區(qū)或漏極區(qū)并通過第二開口部分暴露至后表面的導(dǎo)電層。第一開口部分是設(shè)置于絕緣層332和333內(nèi)的開口部分。第二開口部分是設(shè)置于絕緣層301、單晶半導(dǎo)體層302以及絕緣層332和333內(nèi)的開口部分。之后，在絕緣層301的一個(gè)表面?zhèn)仍O(shè)置襯底504，使得襯底504上的導(dǎo)電層503可以被電連接至上述暴露的導(dǎo)電層。
將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。在本發(fā)明中，采用疊置了絕緣層和單晶半導(dǎo)體層的SOI(絕緣體上硅)襯底。作為SOI襯底，例如，可以采用SIMOX(由注入氧實(shí)現(xiàn)分隔)襯底。SIMOX襯底510是通過形成絕緣層并在所述絕緣層上形成單晶半導(dǎo)體層而制造的襯底，其具體的制造方式為，在從單晶半導(dǎo)體層的表面稍微深入的部分內(nèi)注入氧，并在高溫下，通過氧使單晶半導(dǎo)體層氧化。具體而言，SIMOX襯底510是通過疊置第一單晶半導(dǎo)體層511、絕緣層512和第二單晶半導(dǎo)體層513而形成的襯底(參考圖7A)。
將描述一種采用SIMOX襯底510的根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。首先，形成多個(gè)場效應(yīng)晶體管，在每一場效應(yīng)晶體管中，采用位于SIMOX襯底510的一個(gè)表面上的第一單晶半導(dǎo)體層511作為有源層。接下來，在第一單晶半導(dǎo)體層511上形成包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層514(參考圖7B)。接下來，將位于與所述的SIMOX襯底510的一個(gè)表面相對的表面上的第二單晶半導(dǎo)體層513蝕刻掉(參考圖7C)。之后，就完成了半導(dǎo)體器件516，其中，按順序疊置了絕緣層512、第一單晶半導(dǎo)體層511和包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層514(參考圖7D)。
應(yīng)當(dāng)注意，可以采用諸如磨石的研磨和拋光設(shè)備515，或者采用蝕刻劑，或者將研磨和拋光設(shè)備515和蝕刻劑結(jié)合使用來去除第二單晶半導(dǎo)體層513。優(yōu)選對第二單晶半導(dǎo)體層513打磨和拋光，直到將其減薄到一定程度為止，之后通過蝕刻劑對其蝕刻去除，知道暴露絕緣層512為止。如果采用濕法蝕刻，那么蝕刻劑可以是，例如，以水或氟化銨稀釋了氟化酸的混合溶液、氟化酸和硝酸的混合溶液、氟化酸、硝酸和乙酸的混合溶液、過氧化氫和硫酸的混合溶液、過氧化氫和氨水的混合溶液或者過氧化氫和鹽酸的混合溶液。如果采用干法蝕刻，蝕刻劑可以是，例如，包括諸如氟的鹵素原子或分子的氣體或者包括氧的氣體。優(yōu)選采用包括鹵素氟化物或鹵間化合物的氣體或液體。例如，優(yōu)選采用三氟化氯(ClF3)作為包括鹵素氟化物的氣體。
包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層514具有多個(gè)存儲(chǔ)元件，每一所述存儲(chǔ)元件具有夾在一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層?？梢酝ㄟ^以噴墨法作為代表的微滴釋放法形成有機(jī)化合物層。通過采用微滴釋放法，能夠獲得材料的高使用效率，并且能夠提供簡化了制造步驟的半導(dǎo)體器件的制造方法。此外，能夠提供一種在短時(shí)間內(nèi)，以低制造成本制造半導(dǎo)體器件的方法。
包含在SIMOX襯底510內(nèi)的第二單晶半導(dǎo)體層513的厚度處于幾十到幾百微米的范圍內(nèi)，而第一單晶半導(dǎo)體層511則小到0.3μm或更低。因此，在采用第一單晶半導(dǎo)體層511形成多個(gè)場效應(yīng)晶體管之后，將第二單晶半導(dǎo)體層513去除，就能夠提供體積小、厚度薄、重量輕的半導(dǎo)體器件。此外，由于其體積小、厚度薄、重量輕，因此能夠獲得具有高抗跌落沖擊能力的半導(dǎo)體器件。
通過上述方法完成的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件非常薄，并且具有柔曲性。因此，在制作完畢之后，將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件516附著于設(shè)置了起著天線作用的導(dǎo)電層517的卡狀襯底518上(參考圖8A)，能夠使半導(dǎo)體器件516發(fā)生形變(參考圖8B)。不僅可以將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件516附著于卡狀襯底518，還可以將其附著于具有彎曲表面或其他不規(guī)則形狀的對象520上(參考圖8C)。通過這種方式，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體器件516體積小、厚度薄、重量輕，并且具有柔曲性，因此也可能實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用。即使將半導(dǎo)體器件516附著于任何對象，也不會(huì)降低對象的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的存儲(chǔ)電路的結(jié)構(gòu)和所述存儲(chǔ)電路的操作。本發(fā)明的存儲(chǔ)電路具有存儲(chǔ)單元陣列22、譯碼器23和24、選擇器25以及讀取/寫入電路26，在存儲(chǔ)單元陣列22中，按照矩陣的形式排列著存儲(chǔ)單元21。存儲(chǔ)單元21具有存儲(chǔ)元件30(參考圖9A)。
存儲(chǔ)元件30具有構(gòu)成位線Bx(1≤x≤m)的第一導(dǎo)電層27、構(gòu)成字線Wy(1≤y≤n)的第二導(dǎo)電層28以及設(shè)置于第一導(dǎo)電層27和第二導(dǎo)電層28之間的有機(jī)化合物層29(參考圖10A)。包括第一導(dǎo)電層27、有機(jī)化合物層29和第二導(dǎo)電層28的多層體對應(yīng)于存儲(chǔ)元件30。在相鄰的有機(jī)化合物層29之間設(shè)置絕緣層33。況且，在多個(gè)存儲(chǔ)元件30之上設(shè)置絕緣層34。構(gòu)成位線Bx的第一導(dǎo)電層27沿第一方向延伸，構(gòu)成字線Wy的第二導(dǎo)電層28沿垂直于第一方向的第二方向延伸。也就是說，按照帶狀形成第一導(dǎo)電層27和第二導(dǎo)電層28，使得第一導(dǎo)電層27和第二導(dǎo)電層28相互交叉。
如下所述，根據(jù)有機(jī)化合物層29的結(jié)構(gòu)，通過光學(xué)作用向存儲(chǔ)元件30內(nèi)寫入數(shù)據(jù)。在這種情況下，第一導(dǎo)電層27和第二導(dǎo)電層28中的一者或兩者必須具備光透射特性。由諸如氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo)電材料形成透光導(dǎo)電層，即使導(dǎo)電材料不是透明的，也要將其形成得薄到足以透射光線。
盡管圖9A中得等效電路圖示出了無源矩陣型，但是也可以采用在存儲(chǔ)單元21內(nèi)設(shè)置了場效應(yīng)晶體管31得有源矩陣型(參考圖11)。在這種情況下，將場效應(yīng)晶體管31的柵電極連接至字線Wy(1≤y≤n)，將場效應(yīng)晶體管31的源電極和漏電極之一連接至位線Bx(1≤x≤m)，將其源電極和漏電極中的另一個(gè)連接至存儲(chǔ)單元30的一個(gè)電極。
采用有機(jī)化合物材料形成有機(jī)化合物層29。例如，可以采用下述具有高空穴輸運(yùn)特性的有機(jī)化合物材料芳香胺化合物(具有苯環(huán)與氮的鍵)酞菁(簡寫為H2Pc)或者諸如銅酞菁(簡寫為CuPc)或氧釩基酞菁(簡寫為VOPc)的酞菁化合物。所述芳香胺化合物為，例如，4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-二苯基(簡寫為α-NPD)、N，N′-二苯基-N，N′-雙(3-甲基苯基)-1，1′-二苯基-4，4′-雙胺(簡寫為TPD)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-胺基)-三苯胺(簡寫為TDATA)、4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(簡寫為MTDATA)或4，4′-雙(N-(4-(N，N-di-m-甲苯基胺基)苯基)-N-苯基胺基)二苯基(簡寫為DNTPD)。
此外，可以采用具有高電子輸運(yùn)特性的材料作為所述有機(jī)化合物材料。例如，可以采用下述材料具有喹啉架構(gòu)或苯并喹啉架構(gòu)的金屬絡(luò)合物，例如三(8-quinolinolato)鋁(簡寫為Alq3)、三(4-甲基-8-quinolinolato)鋁(簡寫為Almq3)、雙(10-羥基苯[h]-quinolinato)鈹(簡寫為BeBq2)或雙(2-甲基-8-quinolinolato)-4-phenylphenolato-鋁(簡寫為BAlq)。此外，還可以采用具有惡唑或噻唑的金屬絡(luò)合物，例如雙[2-(2-羥苯基)苯并惡唑酯]鋅(簡寫為Zn(BOX)2)或雙[2-(2-羥苯基)苯并噻唑酯]鋅(簡寫為Zn(BTZ)2)。除了金屬配合物外，還可以采用2-(4-聯(lián)二苯基)-5-(4-三元胺-丁基苯基)-1，3，4-氧二氮茂(簡寫為PBD)、1，3-雙[5-(p-三元胺-丁基苯基)-1，3，4-氧二氮茂-2-基]苯(簡寫為OXD-7)、3-(4-聯(lián)二苯基)-4-苯基-5-(4-三元胺-丁基苯基)-1，2，4-三唑(簡寫為TAZ)、3-(4-二苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-三元胺-丁基苯基)-1，2，4-三唑(簡寫為p-EtTAZ)、紅菲繞啉(簡寫為BPhen)或bathocuproin(簡稱為BCP)等。
此外，作為有機(jī)化合物材料，可以采用下述材料4-氰基亞甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(簡稱為DCJT)、4-氰基亞甲基-2-t-丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、periflanthene、2，5-氰基-1，4-雙[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]苯、N，N′-二甲基喹吖啶酮(簡稱為DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-quinolinolato)鋁(簡稱為Alq3)、9，9′-二蒽基、9，10-二苯基蒽(簡稱為DPA)、9，10-雙(2-萘基)蒽(簡稱為DNA)、2，5，8，11-四-t-丁基二萘嵌苯(簡稱為TBP)等。在形成其內(nèi)散布了發(fā)光材料的層的情況下，可以采用下述材料作為基礎(chǔ)材料蒽衍生物，例如9，10-二(2-萘基)-2-三元胺-丁基蒽(簡稱為t-BuDNA)；咔唑衍生物，例如4，4′-雙(N-咔唑基)二苯基(簡稱為CBP)；金屬絡(luò)合物，例如雙[2-(2-羥苯基)pyridinato]鋅(簡稱為Znpp2)或雙[2-(2-羥苯基)benzoxazolate]鋅(簡稱為ZnBOX)等。此外，還可以采用三(8-quinolinolato)鋁(簡寫為Alq3)、9，10-雙(2-萘基)蒽(簡寫為DNA)或雙(2-甲基-8-quinolinolato)(4-苯基酚鹽)鋁(簡寫為BAlq)等。
此外，可以采用通過光學(xué)作用改變其電阻的材料形成有機(jī)化合物層29。例如，可以采用共軛聚合物，其摻有通過吸收光二生成酸的化合物(光酸生成元)。作為共軛聚合物，可以采用多炔、聚苯撐乙烯撐、聚噻吩、聚苯胺、聚苯撐乙炔撐等。作為光酸生成元，可以采用芳基锍鹽、芳基三價(jià)碘鹽、o-硝基芐基甲苯磺酸鹽、芳基磺酸p-硝基芐基醚、磺酰苯乙酮等。
接下來，將描述向具有上述結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)電路內(nèi)寫入數(shù)據(jù)的操作。通過光學(xué)作用或電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)。
首先，將描述通過電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)的情況(參考圖9A)。在這種情況下，首先通過譯碼器23和24以及選擇器25選擇一個(gè)存儲(chǔ)單元21。此后，通過讀取/寫入電路26向存儲(chǔ)單元21內(nèi)寫入數(shù)據(jù)。更具體地說，向所選的存儲(chǔ)單元21內(nèi)的存儲(chǔ)元件30施加預(yù)定電壓量，從而使大電流量發(fā)生流動(dòng)，由此使存儲(chǔ)元件30的一對導(dǎo)電層短路。與其他存儲(chǔ)元件30相比，使一對導(dǎo)電層發(fā)生短路的存儲(chǔ)元件30的電阻值急劇降低。通過這種方式，利用在電學(xué)作用下存儲(chǔ)元件30的電阻值的改變向存儲(chǔ)元件30內(nèi)寫入數(shù)據(jù)。例如，如果將未施加電學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30的數(shù)據(jù)設(shè)定為“0”，那么向所選的存儲(chǔ)元件30施加電壓，使大電流發(fā)生流動(dòng)，以短接存儲(chǔ)元件30的一對導(dǎo)電層，由此寫入數(shù)據(jù)“1”。
本發(fā)明不限于通過向存儲(chǔ)元件30施加預(yù)定量的電壓而使存儲(chǔ)元件30短路，由此寫入數(shù)據(jù)的方式。通可以通過這樣的方式寫入數(shù)據(jù)，即通過調(diào)整存儲(chǔ)元件30的元件結(jié)構(gòu)或者所施加的電壓的量向存儲(chǔ)元件30施加預(yù)定量的電壓，從而使一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層29絕緣(使之具有高電阻)。在這種情況下，包括絕緣有機(jī)化合物層29的存儲(chǔ)元件30與其他存儲(chǔ)元件30相比具有更高的電阻值。通過這種方式，利用電學(xué)作用下存儲(chǔ)元件30的電阻值的改變寫入數(shù)據(jù)。例如，假設(shè)未施加電學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30的數(shù)據(jù)為“0”，那么向所選的存儲(chǔ)元件30施加電壓，使一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層29絕緣，由此寫入數(shù)據(jù)“1”。如上所述，存在通過使存儲(chǔ)元件30的一對導(dǎo)電層短接而降低存儲(chǔ)元件30的電阻的情況和通過向有機(jī)化合物層29施加電壓而提高存儲(chǔ)元件30的一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層29的電阻的情況。在本發(fā)明中，可以采取任何一種情況。
接下來，將參考圖10B-1、10B-2和10C描述通過光學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)的情況。在這種情況下，從透光導(dǎo)電層(這里是第二導(dǎo)電層28)一側(cè)，采用激光照射設(shè)備32向有機(jī)化合物層29照射激光，由此寫入數(shù)據(jù)。更具體地說，通過以激光照射所選的存儲(chǔ)元件30中的有機(jī)化合物層29而破壞有機(jī)化合物層29。受到破壞的有機(jī)化合物層29被絕緣，因而與其他存儲(chǔ)元件30相比具有高得多的電阻值。通過這種方式，利用激光照射下存儲(chǔ)元件30的電阻的改變而寫入數(shù)據(jù)。例如，假設(shè)未經(jīng)激光照射的存儲(chǔ)元件30的數(shù)據(jù)為“0”，那么采用激光照射存儲(chǔ)元件30，以破壞所述存儲(chǔ)元件30，從而通過提高電阻來寫入數(shù)據(jù)“1”。
本發(fā)明不限于以激光照射存儲(chǔ)元件30，由此通過使有機(jī)化合物層29絕緣而寫入數(shù)據(jù)的方式。在本發(fā)明中，可以通過這樣的方式寫入數(shù)據(jù)，即通過調(diào)整存儲(chǔ)元件30的元件結(jié)構(gòu)或者激光的強(qiáng)度以激光照射存儲(chǔ)元件30，從而對一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層29進(jìn)行電破壞，由此短接所述一對導(dǎo)電層。在這種情況下，與其他存儲(chǔ)元件30相比，短接了一對導(dǎo)電層的存儲(chǔ)元件30具有低得多的電阻值。通過這種方式，利用光學(xué)作用下存儲(chǔ)元件30的電阻值的改變寫入數(shù)據(jù)。
在采用激光照射由摻有通過吸收光而生成酸的化合物(光酸生成元)的共軛聚合物形成的有機(jī)化合物層29時(shí)，受到照射的部分具有高導(dǎo)電性，而未受照射的部分則不具有導(dǎo)電性。在這種情況下，采用激光照射所選擇的有機(jī)化合物層29，由此利用存儲(chǔ)元件30的電阻值的改變寫入數(shù)據(jù)。例如，假設(shè)未受激光照射的存儲(chǔ)元件30的數(shù)據(jù)為“0”，那么采用激光照射所選的存儲(chǔ)元件30，以提高其導(dǎo)電性，由此寫入數(shù)據(jù)“1”。
接下來，將參考圖9A和9B描述讀取數(shù)據(jù)的操作。這里，讀取/寫入電路26包括電阻元件46和讀出放大器47。但是，讀取/寫入電路26的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)，讀取/寫入電路26可以具有任何結(jié)構(gòu)。
通過在第一導(dǎo)電層27和第二導(dǎo)電層28之間施加電壓，以讀取存儲(chǔ)元件30的電阻值來讀取數(shù)據(jù)。例如，在上文所述的通過電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)的情況下，未施加電學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30的電阻值與施加了電學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30的電阻值不同。通過從電的角度讀取這樣的電阻值差讀取數(shù)據(jù)。
其同樣適用于通過以激光照射有機(jī)化合物層29而寫入數(shù)據(jù)的情況。通過從電的角度讀取未施加光學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30與施加了光學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30之間的電阻值的差來讀取數(shù)據(jù)。
其同樣適用于這樣的情況，即有機(jī)化合物層29由摻有通過吸收光而產(chǎn)生酸的化合物(光酸生成元)的共軛聚合物形成。通過從電的角度讀取未施加光學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30與施加了光學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30之間的電阻值的差來讀取數(shù)據(jù)。
例如，在從一存儲(chǔ)單元21讀取數(shù)據(jù)的情況下，其中，所述存儲(chǔ)單元21在存儲(chǔ)單元陣列22的多個(gè)存儲(chǔ)單元21中位于第x列、第y行，首先，通過譯碼器23和24以及選擇器25選擇第x列的位線Bx和第y行的字線Wy。之后，存儲(chǔ)單元21中的電阻元件46和存儲(chǔ)元件30處于串聯(lián)狀態(tài)。這里，如果假設(shè)存儲(chǔ)元件30為電阻元件，并向兩個(gè)串聯(lián)電阻元件的相對端施加電壓，那么節(jié)點(diǎn)α的電勢將根據(jù)存儲(chǔ)元件30的電阻值而變?yōu)殡娮璺指铍妱?。將?jié)點(diǎn)α的電勢提供給讀出放大器47。在讀出放大器47中，判斷所含有的信息是“0”還是“1”。此后，將通過讀出放大器47判決的含有信息“0”或“1”的信號提供至外部。
根據(jù)上述方法，利用電阻值的差和電阻劃分，通過其電壓值讀取了存儲(chǔ)元件30的信息。但是，可以采用比較電流值的方法。例如，就是一種利用電流值的差的方法，所述電流值的差是由施加了電學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30與未施加電學(xué)作用的存儲(chǔ)元件30之間的電阻值差引起的。以這種方法，可以通過從電的角度讀取電流值的差而讀取數(shù)據(jù)。
作為與上文所述的不同的結(jié)構(gòu)，可以在第一導(dǎo)電層27和有機(jī)化合物層29之間提供具有整流特性的元件(參考圖10C)。所述的具有整流特性的元件是連接了柵電極和漏電極的晶體管或二極管。這里，示出了這樣一種情況，其中，提供了包括半導(dǎo)體層44和45的PN結(jié)二極管。半導(dǎo)體層44和45之一為N型半導(dǎo)體，另一個(gè)為P型半導(dǎo)體。通過這種方式，所提供的整流二極管減少了誤差，提高了讀取精確度，因?yàn)殡娏髦谎匾粋€(gè)方向流動(dòng)。在提高二極管的情況下，不僅可以采用PN結(jié)二極管，也可以采用其他類型的二極管，例如，PIN結(jié)二極管或雪崩二極管。
將參考附圖描述一種根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件能夠以非接觸的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件20具有以非接觸的方式交換數(shù)據(jù)的功能，其包括電源電路11、時(shí)鐘發(fā)生電路12、數(shù)據(jù)調(diào)制/解調(diào)電路13、用于控制其他電路的控制電路14、接口電路15、存儲(chǔ)電路16、數(shù)據(jù)總線17和天線(天線線圈)18(參考圖12)。
電源電路11是用于在從天線18輸入的交流信號的基礎(chǔ)上生成將要提供給半導(dǎo)體器件20內(nèi)的每一電路的電流和電壓的電路。時(shí)鐘發(fā)生電路12是用于在從天線18輸入的交流信號的基礎(chǔ)上生成將要提供給半導(dǎo)體器件20內(nèi)的每一電路的各種時(shí)鐘信號的電路。數(shù)據(jù)調(diào)制/解調(diào)電路13具有對將要發(fā)送至/讀取自讀取器/寫入器19的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)的功能?？刂齐娐?4具有控制存儲(chǔ)電路16的功能。天線18具有發(fā)送/接收電磁場或電波的功能。讀取器/寫入器19具有與半導(dǎo)體器件通信、控制半導(dǎo)體器件、處理發(fā)送至或接收自半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)的功能。應(yīng)當(dāng)注意，所述半導(dǎo)體器件不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，所述半導(dǎo)體器件可以具有額外的元件，例如，電源電壓的限幅電路或僅用于處理代碼的硬件。
存儲(chǔ)電路16具有存儲(chǔ)元件，所述存儲(chǔ)元件具有夾在一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層。存儲(chǔ)電路16可以只具有其有機(jī)化合物層夾在一對導(dǎo)電層之間的存儲(chǔ)元件，或者也可以具有帶有其他結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)電路。具有其他結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)電路對應(yīng)于，例如，從下述存儲(chǔ)器中選出的一種或多種DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、FeRAM(鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、掩模ROM(只讀存儲(chǔ)器)、PROM(可編程只讀存儲(chǔ)器)、EPROM(電可編程序只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM(電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)和閃速存儲(chǔ)器。

本實(shí)施例說明了在通過電學(xué)作用向存儲(chǔ)元件內(nèi)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，在襯底上制造的存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性的研究試驗(yàn)的結(jié)果。所述存儲(chǔ)元件是通過在襯底上按順序疊置第一導(dǎo)電層、第一有機(jī)化合物層、第二有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的元件。第一導(dǎo)電層由氧化硅和氧化銦錫的混合物(有時(shí)將這一混合物簡寫為NITO)形成；第一有機(jī)化合物層由4，4′-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]二苯基(有時(shí)將這種材料簡寫為TPD)形成；第二有機(jī)化合物層由4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]二苯基(有時(shí)將這種材料簡寫為a-NPD)；第二導(dǎo)電層由鋁構(gòu)成。將第一有機(jī)化合物層形成為10nm厚，將第二化合物層形成為50nm厚。
首先，將參考圖13描述在通過電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)之前和之后的存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性的測量結(jié)果。在圖13中，水平軸表示電壓值，垂直軸表示電流值，曲線261表示通過電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)之前的存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性，曲線262表示通過電學(xué)作用寫入數(shù)據(jù)之后存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性。如圖13所示，存儲(chǔ)元件的電流-電壓在寫入數(shù)據(jù)之前和之后急劇改變。例如，在所施加的電壓為1V時(shí)，寫入數(shù)據(jù)之前的電流值為4.8×10-5mA，而寫入數(shù)據(jù)之后的電流值則為1.1×102mA。在寫入數(shù)據(jù)之前和之后，電流值改變了7位數(shù)(107倍)。如此所示，在寫入數(shù)據(jù)之前和之后存儲(chǔ)元件的電阻值發(fā)生了改變，由于可以由其電壓或電流值讀取存儲(chǔ)元件的電阻值的這種變化，因此這樣的存儲(chǔ)元件能夠起到存儲(chǔ)電路的作用。
在將上述存儲(chǔ)元件用于存儲(chǔ)電路的情況下，在每次讀取數(shù)據(jù)時(shí)向所述存儲(chǔ)元件施加預(yù)定量的電壓(施加至不發(fā)生短路的程度)，并讀取電阻值。因此，即使在反復(fù)讀取數(shù)據(jù)，即反復(fù)施加預(yù)定量的電壓之后，存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性也必須保持不變。接下來，將參考圖14描述在讀取數(shù)據(jù)之后存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性的測量結(jié)果。在該試驗(yàn)中，在每次讀取數(shù)據(jù)時(shí)測量存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性。由于共進(jìn)行五次數(shù)據(jù)讀取，因此共對存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性進(jìn)行五次測量。此外，對兩個(gè)存儲(chǔ)元件執(zhí)行電流-電壓特性的測量，其中之一通過在電學(xué)作用下寫入數(shù)據(jù)改變了電阻值，另一個(gè)未改變電阻。
在圖14中，水平軸表示電壓值，垂直軸表示電流值，曲線271表示通過在電學(xué)作用下寫入數(shù)據(jù)而改變了電阻值的存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性，曲線272表示未改變電阻值的存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性。從曲線271中可以看出，未改變電阻值的存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性表現(xiàn)出了良好的重復(fù)性，尤其是在電壓大于等于1V時(shí)。類似地，從曲線272中可以看出，改變了電阻值的存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性也表現(xiàn)出了良好的重復(fù)性，由其是在電壓大于等于1V時(shí)。從上述結(jié)果可見，即使在多次讀取數(shù)據(jù)之后，電流-電壓特性也沒有發(fā)生劇烈變化，并且具有良好的重復(fù)性。能夠?qū)⑸鲜龃鎯?chǔ)元件用作存儲(chǔ)電路。
在這一實(shí)施例中，將參考附圖描述在通過光學(xué)作用向存儲(chǔ)電路中寫入數(shù)據(jù)時(shí)采用的激光照射設(shè)備。
激光照射設(shè)備1001包括用于在提供激光的過程中執(zhí)行各種控制的計(jì)算機(jī)1002；發(fā)射激光的激光振蕩器1003；電源1004；使激光衰減的光學(xué)系統(tǒng)1005；調(diào)制激光的強(qiáng)度的聲-光調(diào)制器1006；包括用于降低激光的截面尺寸的透鏡以及用于改變光路的反射鏡等的光學(xué)系統(tǒng)1007；具有X軸臺(tái)和Y軸臺(tái)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1009；轉(zhuǎn)換從計(jì)算機(jī)1002輸出的控制數(shù)據(jù)的D/A轉(zhuǎn)換器1010；根據(jù)從D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓控制聲-光調(diào)制器1006的驅(qū)動(dòng)器1011；輸出用于驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1009的信號的驅(qū)動(dòng)器1012；以及用于將激光會(huì)聚到照射目標(biāo)上的自動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)1013(參考圖15)。作為激光振蕩器1003，可以采用能夠發(fā)射紫外線、可見光或紅外線的激光振蕩器。具體而言，可以采用具有KrF、ArF、XeCl或Xe等的準(zhǔn)分子激光振蕩器；具有He、He-Cd、Ar、He-Ne或HF等的氣體激光器；每者摻有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的、具有YAG、GdVO4、YVO4、YLF或YAlO3等的采用晶體的固體激光振蕩器；或者具有GaN、GaAs、GaAlAs或InGaAsP等的半導(dǎo)體激光振蕩器。
接下來，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的激光照射設(shè)備1001的操作。首先，在將襯底1014安裝到運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1009上之后，計(jì)算機(jī)1002探測將要以激光照射的存儲(chǔ)元件的位置。接下來，計(jì)算機(jī)1002在所探測的位置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生用于移動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1009的移動(dòng)數(shù)據(jù)。之后，在光學(xué)系統(tǒng)1005使激光振蕩器1003發(fā)射的激光衰減之后，計(jì)算機(jī)1002通過驅(qū)動(dòng)器1011控制從聲-光調(diào)制器1006發(fā)射的激光的量，使之為預(yù)定值。同時(shí)，從聲-光調(diào)制器1006發(fā)射的激光穿過光學(xué)系統(tǒng)1007，使得激光的光路和束斑形狀發(fā)生變化。在通過透鏡會(huì)聚激光束之后，將所述激光提供給襯底1014。這里，在計(jì)算機(jī)1002產(chǎn)生的移動(dòng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1009，使之沿X方向和Y方向移動(dòng)。結(jié)果，采用激光照射了預(yù)定位置，并將激光的光能密度轉(zhuǎn)化成了熱能。由此，采用激光有選擇地照射了設(shè)置于襯底1014上的存儲(chǔ)元件。盡管在上述描述中通過移動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1009執(zhí)行激光照射，但是也可以通過調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)1007使激光沿X方向和Y方向移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，通過采用上述激光照射設(shè)備進(jìn)行激光照射而寫入數(shù)據(jù)，因而能夠容易地寫入數(shù)據(jù)。因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)寫入大量數(shù)據(jù)。
可以在很寬的范圍內(nèi)應(yīng)用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，在下文中將對這些應(yīng)用的具體例子予以說明。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件20可以應(yīng)用于，例如，紙幣、硬幣、有價(jià)證券、不記名債券、身份證(駕駛證、居留證等，參考圖16A)、包裝容器(包裝紙、瓶子等，參考圖16B)、記錄介質(zhì)(DVD軟件、錄像帶等，參考圖16C)、交通工具(自行車等，參考圖16D)、隨身物品(包、眼鏡等，參考圖16E)、食品、服裝、百貨、電子設(shè)備等。所述電子設(shè)備包括液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視裝置(也簡稱為TV、TV接收機(jī)或電視接收機(jī))、移動(dòng)電話等。
可以通過將所述器件安裝到印刷基片上，將所述器件膠粘到其表面上，或者將所述器件嵌入到對象的內(nèi)部而將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件20固定到所述對象上。例如，如果所述對象是一本書，可以通過將該器件嵌入到紙內(nèi)而將該器件固定到書上，如果所述對象是由有機(jī)樹脂構(gòu)成的封裝，那么可以通過將該器件嵌入到有機(jī)樹脂內(nèi)而將該器件固定到所述封裝上。由于本發(fā)明的半導(dǎo)體器件20體積小、厚度薄、重量輕，因此即使將該器件固定到了對象上，也不會(huì)降低設(shè)計(jì)質(zhì)量。通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件20提供給紙幣、硬幣、有價(jià)證券、不記名債券、身份證等，能夠提供身份識別功能，由此防止偽造。此外，當(dāng)在包裝容器、記錄介質(zhì)、隨身物品、食品、服裝、百貨、電子設(shè)備等當(dāng)中提供本發(fā)明的半導(dǎo)體器件20時(shí)，諸如檢查系統(tǒng)的系統(tǒng)將變得更為有效。
接下來，將參考附圖描述安裝了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備的樣式。這里的電子設(shè)備是移動(dòng)電話，其包括外殼2700和2706、屏板2701、機(jī)架2702、印刷線路基板2703、操作按鈕2704、電池2705等(參考圖17)。將屏板2701以可拆卸的方式安裝在機(jī)架2702內(nèi)。將機(jī)架2702安裝到印刷線路基板2703內(nèi)。根據(jù)將要安裝屏板2701的電子設(shè)備適當(dāng)改變機(jī)架2702的形狀和尺寸。在印刷線路基板2703上安裝多個(gè)封裝好的半導(dǎo)體器件，可以將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用作所述多個(gè)封裝好的半導(dǎo)體器件中的一個(gè)。安裝到印刷線路基板2703上的多個(gè)半導(dǎo)體器件具有控制器、中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、電源電路、音頻處理電路以及發(fā)送/接收電路等的功能中的任何一種。
將屏板2701通過連接膜2708與印刷線路基板2703集成。將上述屏板2701、機(jī)架2702和印刷線路基板2703連同操作按鈕2704和電池2705一起放在外殼2700和2706內(nèi)。將屏板2701中的像素區(qū)2709提供為能夠通過設(shè)置于外殼2700內(nèi)的開放窗口觀察到。
如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件體積小、厚度薄、重量輕，由此能夠有效利用電子設(shè)備的外殼2700和2706內(nèi)的有限空間。
由于本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分的場效應(yīng)晶體管，因此能夠提供高速運(yùn)行的采用所述半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備。此外，由于所述場效應(yīng)晶體管的特性變化小，因此能夠提供具有高可靠性的采用所述半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備。
此外，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管的層上疊置包括多個(gè)存儲(chǔ)元件的層，因此能夠提供采用小半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備，其中，每一所述場效應(yīng)晶體管均采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分。
此外，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有結(jié)構(gòu)簡單的存儲(chǔ)元件，因此能夠提供采用廉價(jià)的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備，在所述簡單的結(jié)構(gòu)中，在一對導(dǎo)電層之間插置有機(jī)化合物層。此外，由于采用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件易于實(shí)現(xiàn)高度集成，因此能夠提供采用具有高頻存儲(chǔ)電路的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中的存儲(chǔ)電路是非易失的，并且是可記錄的，可以通過光學(xué)作用或電學(xué)作用向所述存儲(chǔ)電路內(nèi)寫入數(shù)據(jù)。憑借這一特性，能夠防止利用重復(fù)寫入進(jìn)行偽造，并且還能夠額外寫入新數(shù)據(jù)。因此，能夠提供采用尖端的、具有高附加值的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法采用疊置了第一單晶半導(dǎo)體層、絕緣層和第二單晶半導(dǎo)體層的襯底，并且包括形成多個(gè)晶體管的步驟和將所述第二單晶半導(dǎo)體層蝕刻掉的步驟，其中，每一所述晶體管采用所述第一單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分。借助這一特性，能夠提供采用體積小、厚度薄、重量輕的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備。
所示的外殼2700和2706只是移動(dòng)電話的外形的例子?？梢愿鶕?jù)其功能和計(jì)劃目的而對本實(shí)施例的電子設(shè)備做出各種改變。因此，在下文中將參考圖18A到圖18C描述電子設(shè)備的其他樣式的例子。
圖18A示出了電飯鍋，其包括外殼2001、顯示部分2002和操作按鈕2003等。通過在所述電飯鍋內(nèi)提供本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，能夠在電飯鍋中存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，并且能夠在顯示部分2002上顯示所述數(shù)據(jù)。例如，在預(yù)先存儲(chǔ)了用于蒸煮白米、粥以及將米和野菜混合蒸煮的菜單配方(例如，水的量、米的量等)時(shí)，用戶能夠通過操作操作按鈕2003容易地搜索想要知道的信息。此外，例如，用戶可以根據(jù)用戶的口味額外存儲(chǔ)米的軟硬度等數(shù)據(jù)，使電飯鍋基于寫入的信息工作。
圖18B示出了廚房用微波爐，其包括外殼2101、顯示部分2102、操作按鈕2103等。通過在廚房用微波爐內(nèi)提供所述半導(dǎo)體器件，能夠在廚房用微波爐內(nèi)存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，并且能夠在顯示部分2102上顯示所述數(shù)據(jù)。例如，可以預(yù)先存儲(chǔ)制作各種菜品的技巧、材料的加熱/解凍時(shí)間等，用戶可以通過操作操作按鈕2103容易地搜索想要知道的信息。此外，用戶還可以額外記錄用戶的自創(chuàng)菜肴烹制技巧等未作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的內(nèi)容。
圖18C示出了洗衣機(jī)，其包括外殼2201、顯示部分2202、操作按鈕2203等。提供在洗衣機(jī)內(nèi)提供本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，能夠在洗衣機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，并且能夠在顯示部分2202上顯示數(shù)據(jù)。例如，可以預(yù)先存儲(chǔ)洗選方法、水量和視衣物量而定的洗滌劑的量等，用戶可以通過操作操作按鈕2203容易地搜索想要知道的信息。此外，用戶還能夠根據(jù)其喜好額外記錄洗滌方法。
接下來，將描述采用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)的例子。首先，在包括顯示部分294的移動(dòng)終端的側(cè)表面上提供讀取器/寫入器295，并在對象297的側(cè)表面上提供本發(fā)明的半導(dǎo)體器件20(參考圖19A)。此外，預(yù)先在半導(dǎo)體器件20內(nèi)存儲(chǔ)諸如材料、生產(chǎn)區(qū)域加工流程歷史等對象297的信息。之后，在將半導(dǎo)體器件20持于讀取器/寫入器295之上時(shí)，將在顯示部分294上顯示半導(dǎo)體器件20中的信息。由此，能夠提供有用的系統(tǒng)。作為另一個(gè)例子，在傳送帶的旁邊提供讀取器/寫入器295(參考圖19B)。之后，能夠非常容易地提供檢查對象297的系統(tǒng)。通過這種方式，將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于對象管理或循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠變得更為完善、有用。
在本實(shí)施例中，將參考圖20A和20B、圖21A和21B以及圖22A和22B描述在通過電學(xué)作用向形成于襯底上的存儲(chǔ)元件寫入數(shù)據(jù)時(shí)其電流-電壓特性的測量結(jié)果。在圖20A和20B、圖21A和21B以及圖22A和22B的每者當(dāng)中，水平軸表示電壓值，垂直軸表示電流密度值，圓環(huán)曲線表示在向其內(nèi)寫入數(shù)據(jù)之前存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性的測量結(jié)果，方框曲線表示在向其內(nèi)寫入數(shù)據(jù)之后存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性的測量結(jié)果。通過電學(xué)作用向存儲(chǔ)元件內(nèi)寫入數(shù)據(jù)是指向存儲(chǔ)元件施加電壓，以使存儲(chǔ)元件短路。
采用六個(gè)樣本(樣本1到6)測量電流-電壓特性。六個(gè)樣本中的每者的尺寸在其水平面內(nèi)為2mm×2mm。在下文中將描述六個(gè)樣本的多層結(jié)構(gòu)。
樣本1是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的元件。在樣本1中，第一導(dǎo)電層由含有氧化硅的ITO形成，第一有機(jī)化合物層由TPD形成，第二導(dǎo)電層由鋁形成。將有機(jī)化合物層形成為50nm厚。圖20A示出了樣本1的電流-電壓特性的測量結(jié)果。
樣本2是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的元件。在樣本2中，第一導(dǎo)電層由含有氧化硅的ITO形成，有機(jī)化合物層由添加了2，3，5，6-四氟代-7，7，8，8-四氰代二甲基苯醌(有時(shí)將這種材料簡寫為F4-TCNQ)的TPD形成，第二導(dǎo)電層由鋁形成。將所述有機(jī)化合物層形成為50nm厚，并且所述有機(jī)化合物層是通過添加0.01wt％的F4-TCNQ形成的。圖20B示出了樣本2的電流-電壓特性的測量結(jié)果。
樣本3是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、第一有機(jī)化合物層、第二有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的元件。在樣本3中，第一導(dǎo)電層由含有氧化硅的ITO形成，第一有機(jī)化合物層由TPD形成，第二有機(jī)化合物層由F4-TCNQ形成，第二導(dǎo)電層由鋁形成。將第一有機(jī)化合物層形成為50nm厚，將第二化合物層形成為1nm厚。圖21A示出了樣本3的電流-電壓特性的測量結(jié)果。
樣本4是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、第一有機(jī)化合物層、第二有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的元件。在樣本4中，第一導(dǎo)電層由含有氧化硅的ITO形成，第一有機(jī)化合物層由F4-TCNQ形成，第二有機(jī)化合物層由TPD形成，第二導(dǎo)電層由鋁形成。將第一有機(jī)化合物層形成為1nm厚，將第二化合物層形成為50nm厚。圖21B示出了樣本4的電流-電壓特性的測量結(jié)果。
樣本5是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、第一有機(jī)化合物層、第二有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的元件。在樣本5中，第一導(dǎo)電層由含有氧化硅的ITO形成，第一有機(jī)化合物層由添加了F4-TCNQ的TPD形成，第二有機(jī)化合物層由TPD形成，第二導(dǎo)電層由鋁形成。將第一有機(jī)化合物層形成為40nm，并且它是通過添加0.01wt％的F4-TCNQ形成的，將第二有機(jī)化合物層形成為40nm厚。圖22A示出了樣本5的電流-電壓特性的測量結(jié)果。
樣本6是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、第一有機(jī)化合物層、第二有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的元件。在樣本6中，第一導(dǎo)電層由含有氧化硅的ITO形成，第一有機(jī)化合物層由TPD形成，第二有機(jī)化合物層由添加了F4-TCNQ的TPD形成，第二導(dǎo)電層由鋁形成。將第一有機(jī)化合物層形成為40nm厚，將第二有機(jī)化合物層形成為10nm厚，并且它是通過添加0.01wt％的F4-TCNQ形成的。圖22B示出了樣本6的電流-電壓特性的測量結(jié)果。
根據(jù)圖20A和20B、圖21A和21B以及圖22A和22B的測量結(jié)果，就樣本1到6而言，在寫入數(shù)據(jù)之前和之后(使存儲(chǔ)元件短路之前和之后)存儲(chǔ)元件的電流-電壓特性發(fā)生了劇烈變化。
在樣本1中，寫入電壓(V)為8.4，在樣本2中為4.4，在樣本3中為3.2，在樣本4中為5.0，在樣本5中為6.1，在樣本6中為7.8。樣本1到6中的寫入電壓具有重復(fù)性，其誤差范圍處于0.1V內(nèi)。
接下來，將描述在樣本1到6中寫入數(shù)據(jù)前后電流密度的變化。表示電流密度變化的值R1是通過將電流密度A除以電流密度B得到的(R1＝A÷B)，其中，電流密度A在寫入之后向存儲(chǔ)元件施加1V的電壓時(shí)得到的，電流密度B在寫入之前向存儲(chǔ)元件施加1V的電壓時(shí)得到的。值R2是通過將電流密度C除以電流密度D得到的(R2＝C÷D)，其中，電流密度C是在寫入之后向存儲(chǔ)元件施加3V的電壓時(shí)得到的，電流密度D是在寫入之前向存儲(chǔ)元件施加3V的電壓時(shí)得到的(R2＝C÷D)。
在樣本1中，R1為1.9×107，R2為8.4×103，在樣本2中，R1為8.0×108，R2為2.1×102，在樣本3中，R1為8.7×104，R2為2.0×102，在樣本4中，R1為3.7×104，R2為1.0×101，在樣本5中，R1為2.0×105，R2為5.9×101，在樣本6中，R1為2.0×104，R2為2.5×102。從上述結(jié)果可見，施加1V的電壓時(shí)電流值的變化比施加3V的電壓時(shí)電流值的變化至少高103倍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；以及存儲(chǔ)元件，其設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層。
2.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；以及多個(gè)存儲(chǔ)元件，其中每者均設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層；其中，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的所述一對導(dǎo)電層之一在所述多個(gè)存儲(chǔ)元件之間是共用的，并電連接到所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)之一。
3.一種半導(dǎo)體器件，包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管，其中每者均設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；以及多個(gè)存儲(chǔ)元件，其中每者均設(shè)置于所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層；其中，將所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的所述一對導(dǎo)電層之一電連接到所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中的一個(gè)的源極區(qū)和漏極區(qū)之一，并且其中，將所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者電連接到每一所述場效應(yīng)晶體管。
4.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；存儲(chǔ)元件，其設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層；以及起著天線作用的導(dǎo)電層；其中，所述一對導(dǎo)電層之一和所述起著天線作用的導(dǎo)電層設(shè)置于同一層內(nèi)。
5.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；多個(gè)存儲(chǔ)元件，其中每者均設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層；以及起著天線作用的導(dǎo)電層；其中，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的所述一對導(dǎo)電層之一在所述多個(gè)存儲(chǔ)元件之間是共用的，并電連接到所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)之一，并且其中，所述的一對導(dǎo)電層之一和所述起著天線作用的導(dǎo)電層設(shè)置于同一層內(nèi)。
6.一種半導(dǎo)體器件，包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管，其中每者均設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；多個(gè)存儲(chǔ)元件，其中每者均設(shè)置于所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層；以及起著天線作用的導(dǎo)電層；其中，將所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的所述一對導(dǎo)電層之一電連接到所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中的一個(gè)的源極區(qū)和漏極區(qū)之一，其中，將所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者電連接到每一所述場效應(yīng)晶體管，并且其中，所述的一對導(dǎo)電層之一和所述起著天線作用的導(dǎo)電層設(shè)置于同一層內(nèi)。
7.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；存儲(chǔ)元件，其設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層；以及襯底，其設(shè)置于所述存儲(chǔ)元件之上，并且設(shè)有起著天線作用的導(dǎo)電層，其中，將所述起著天線作用的導(dǎo)電層電連接到所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)。
8.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；多個(gè)存儲(chǔ)元件，其中每者均設(shè)置于所述場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層；以及襯底，其設(shè)置于所述存儲(chǔ)元件之上，并且設(shè)有起著天線作用的導(dǎo)電層，其中，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的所述一對導(dǎo)電層之一在所述多個(gè)存儲(chǔ)元件之間是共用的，并電連接到所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)之一。
9.一種半導(dǎo)體器件，包括多個(gè)場效應(yīng)晶體管，其中每者均設(shè)置于絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；多個(gè)存儲(chǔ)元件，其中每者均設(shè)置于所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管之上，并包括位于一對導(dǎo)電層之間的有機(jī)化合物層；以及襯底，其設(shè)置于所述存儲(chǔ)元件之上，并且設(shè)有起著天線作用的導(dǎo)電層；其中，將所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者的所述一對導(dǎo)電層之一電連接到所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中的一個(gè)的源極區(qū)和漏極區(qū)之一，其中，將所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者電連接到每一所述場效應(yīng)晶體管，并且其中，將所述起著天線作用的導(dǎo)電層電連接到所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中的另一場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)之一。
10.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于第一絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；覆蓋所述場效應(yīng)晶體管的第二絕緣層；第一導(dǎo)電層，其通過設(shè)置于所述第二絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)之一；第三絕緣層，其設(shè)置于所述第二絕緣層和所述第一導(dǎo)電層之上；第二導(dǎo)電層，其通過設(shè)置于所述第三絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述第一導(dǎo)電層；與所述第二導(dǎo)電層接觸的有機(jī)化合物層；以及與所述有機(jī)化合物層接觸的第三導(dǎo)電層；其中，包括所述第二導(dǎo)電層、所述有機(jī)化合物層和所述第三導(dǎo)電層的多層體為存儲(chǔ)元件。
11.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于第一絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；覆蓋所述場效應(yīng)晶體管的第二絕緣層；第一導(dǎo)電層，其通過設(shè)置于所述第二絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)之一；第三絕緣層，其設(shè)置于所述第二絕緣層和所述第一導(dǎo)電層之上；第二導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層，其通過設(shè)置于所述第三絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述第一導(dǎo)電層；與所述第二導(dǎo)電層接觸的有機(jī)化合物層；以及與所述有機(jī)化合物層接觸的第四導(dǎo)電層；其中，包括所述第二導(dǎo)電層、所述有機(jī)化合物層和所述第四導(dǎo)電層的多層體為存儲(chǔ)元件，并且其中，所述第三導(dǎo)電層為天線。
12.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，其設(shè)置于第一絕緣層上，并采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分；覆蓋所述場效應(yīng)晶體管的第二絕緣層；第一導(dǎo)電層，其通過設(shè)置于所述第二絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述場效應(yīng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)之一；第三絕緣層，其設(shè)置于所述第二絕緣層和所述第一導(dǎo)電層之上；第二導(dǎo)電層，其通過設(shè)置于所述第三絕緣層內(nèi)的開口部分連接至所述第一導(dǎo)電層；與所述第二導(dǎo)電層接觸的有機(jī)化合物層；與所述有機(jī)化合物層接觸的第三導(dǎo)電層；電連接到所述第一導(dǎo)電層的第四導(dǎo)電層；以及設(shè)置于所述第四導(dǎo)電層上的襯底；其中，包括所述第二導(dǎo)電層、所述有機(jī)化合物層和所述第三導(dǎo)電層的多層體為存儲(chǔ)元件，并且其中，所述第四導(dǎo)電層為天線。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述絕緣層為氧化硅層。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一絕緣層為氧化硅層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述存儲(chǔ)元件通過光學(xué)作用改變其電導(dǎo)率。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述存儲(chǔ)元件通過光學(xué)作用改變其電阻值。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述存儲(chǔ)元件通過電學(xué)作用改變其電阻值。
18.包括根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的顯示裝置，其中，通過電學(xué)作用改變所述存儲(chǔ)元件中的一對導(dǎo)電層之間的距離。
19.包括根據(jù)權(quán)利要求10和12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的顯示裝置，其中，通過電學(xué)作用改變所述存儲(chǔ)元件中的所述第二導(dǎo)電層和所述第三導(dǎo)電層之間的距離。
20.包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件的顯示裝置，其中，通過電學(xué)作用改變所述存儲(chǔ)元件中的所述第二導(dǎo)電層和所述第四導(dǎo)電層之間的距離。
21.包括根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的顯示裝置，其中，所述有機(jī)化合物層具有載流子輸運(yùn)材料。
22.包括根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的顯示裝置，其中，所述有機(jī)化合物層具有載流子輸運(yùn)材料，并且其中，所述有機(jī)化合物層的電導(dǎo)處于1.0×10-15S·cm-1到1.0×10-3S·cm-1的范圍內(nèi)。
23.包括根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的顯示裝置，其中，所述有機(jī)化合物層具有處于5nm到60nm的范圍內(nèi)的厚度。
24.包括根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的顯示裝置，其中，所述有機(jī)化合物層具有10nm到20nm的厚度。
25.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述有機(jī)化合物層具有摻有光酸生成元的共軛聚合物材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述有機(jī)化合物層具有電子輸運(yùn)材料或空穴輸運(yùn)材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，將所述場效應(yīng)晶體管包含到電路當(dāng)中，并且其中，所述電路是從電源電路、時(shí)鐘發(fā)生電路、數(shù)據(jù)調(diào)制/解調(diào)電路和接口電路中選出的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件以及所述半導(dǎo)體器件的制造方法，所述半導(dǎo)體器件具有存儲(chǔ)元件，所述存儲(chǔ)元件具有在一對導(dǎo)電層之間插置有機(jī)化合物層的簡單結(jié)構(gòu)。憑借這一特點(diǎn)，提供了一種半導(dǎo)體器件以及所述半導(dǎo)體器件的制造方法，所述半導(dǎo)體器件具有的存儲(chǔ)電路是非易失的、可額外寫入的，并且易于制造。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有設(shè)置于絕緣層上的多個(gè)場效應(yīng)晶體管和設(shè)置于所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管上的多個(gè)存儲(chǔ)元件。所述多個(gè)場效應(yīng)晶體管中的每者采用單晶半導(dǎo)體層作為溝道部分，所述多個(gè)存儲(chǔ)元件中的每者是通過按順序疊置第一導(dǎo)電層、有機(jī)化合物層和第二導(dǎo)電層形成的元件。
文檔編號G06K19/07GK101048869SQ20058003632
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者安部寬子, 巖城裕司, 湯川干央, 山崎舜平, 荒井康行, 渡邊康子, 守屋芳隆 申請人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所