專利名稱:非易失性存儲器及其寫入方法、以及半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體存儲器。本發(fā)明特別涉及具備多個能夠進行一次寫入的存儲單元的非易失性存儲器(也被稱為非易失性半導體存儲器)。
背景技術：
半導體存儲器包括DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)、SRAM(靜態(tài)隨機存取存儲器)、快閃存儲器、EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)等。即使是優(yōu)良的制造步驟，也引起如下情況這些存儲器的容量越大，存在壞位(defective bit)的概率增加?，F(xiàn)有技術的大容量存儲器設置有冗余電路，因此，通過在制造芯片之后修復壞位，提高成品率，謀求成本降低。具體地說，在出廠之前檢查存儲器，若存在壞位，則設定為使在冗余電路中的保險絲斷開等，在修復壞位之后才出廠(例如，參照非專利文件1)。
非專利文件1 Keeth baker，“DRAM電路設計教程”(DRAMCircuit Design A TUTORIAL)，IEEE PRESS，2001年，第108頁-第109頁作為半導體存儲器的一種，可以舉出具備多個只能夠進行一次寫入的存儲單元的非易失性存儲器，其被稱為一次寫入存儲器(write-once memory)或一次可編程存儲器(one time programmable memory)等。由于一次寫入存儲器只能對各存儲單元進行一次寫入，所以，不可通過實際的寫入檢查檢出壞位。換言之，存在著到使用的時候才可區(qū)別合格品和次品的問題。因此，不可如上所述那樣采取設置冗余電路以在修復壞位之后才出廠的措施，因而，難以提供缺陷少的存儲器。

發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種缺陷概率大幅度降低了的一次寫入存儲器。
如上所述，一次寫入存儲器不可以在出貨之前檢查壞位，因此，要求極大降低壞位的概率。因此，發(fā)明人提供了如下結構作為一次寫入存儲器的寫入工作，除了數(shù)據(jù)寫入之外，還包括壞位的檢測及壞位的修復這一系列工作，由此，降低發(fā)生缺陷的概率。
以下描述本發(fā)明的具體結構。
作為本發(fā)明的非易失性存儲器的一個方式，該非易失性存儲器包括由具有冗余存儲單元的多個存儲單元構成的存儲單元陣列；對所述冗余存儲單元分配地址的第一電路；輸出判定信號的第二電路，該判定信號表示是否正常地進行了寫入；輸入所述判定信號并控制所述第一電路及所述第二電路的第三電路。
作為本發(fā)明的非易失性存儲器的一個方式，該非易失性存儲器包括數(shù)據(jù)寄存器；第一寫入電路；讀出電路；位線驅(qū)動電路；字線驅(qū)動電路；由包括冗余存儲單元的多個存儲單元構成的存儲單元陣列；檢驗電路；對所述冗余存儲單元分配地址的第二寫入電路；時序控制電路。所述檢驗電路對存儲在所述數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)和存儲在所述存儲單元中的數(shù)據(jù)進行比較，輸出判定信號。關于所述時序控制電路，輸入所述判定信號，并至少輸出第一控制信號、第二控制信號、第三控制信號、以及第四控制信號。將第一控制信號輸入到所述檢驗電路。將第二控制信號輸入到所述第二寫入電路。將第三控制信號輸入到所述第一寫入電路。將第四控制信號輸入到所述讀出電路。
在本發(fā)明的非易失性存儲器中，多個存儲單元也可以分別具備存儲元件，該存儲元件也可以具備有機層。
作為本發(fā)明的另一方式，提供一種半導體裝置，該半導體裝置內(nèi)置有所述非易失性存儲器并具有通信功能。
作為本發(fā)明的另一方式，提供一種半導體裝置，該半導體裝置內(nèi)置有所述非易失性存儲器，形成在柔性襯底上并具有通信功能。
作為本發(fā)明的另一方式，提供安裝有上述半導體裝置的紙幣、硬幣、有價證券、證書、無記名債券、包裝用容器、書籍、記錄介質(zhì)、交通工具、食品、衣物、保健用品、日用品、化學制品或電子設備。
作為本發(fā)明的一次寫入存儲器的寫入方法的一個方式，該寫入方法包括如下步驟將第一數(shù)據(jù)寫入到第一地址的第一步驟；在進行所述第一步驟之后對存儲在所述第一地址中的第二數(shù)據(jù)和所述第一數(shù)據(jù)進行比較的第二步驟；在所述第二步驟的結果為不一致的情況下對冗余存儲單元分配所述第一地址的第三步驟；在進行所述第三步驟之后將所述第一數(shù)據(jù)寫入到所述冗余存儲單元的第四步驟。
通過采用本發(fā)明的結構和寫入方法，可以提供缺陷較少的一次寫入存儲器。
另外，形成在柔性襯底上并內(nèi)置有本發(fā)明的非易失性存儲器的具有通信功能的半導體裝置缺陷較少，并且，數(shù)據(jù)不會被改寫，可以實現(xiàn)高安全性。
圖1是本發(fā)明的半導體存儲器的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的半導體存儲器的寫入工作的流程圖。
圖3是說明本發(fā)明的半導體存儲器所具備的字線驅(qū)動電路的結構的圖。
圖4A和4B是表示本發(fā)明的半導體存儲器的寫入工作的時序圖。
圖5是說明本發(fā)明的半導體存儲器所具備的字線驅(qū)動電路的結構的圖。
圖6是本發(fā)明的半導體存儲器的框圖。
圖7是說明本發(fā)明的半導體存儲器所具備的字線驅(qū)動電路的結構的圖。
圖8是說明本發(fā)明的半導體存儲器所具備的檢驗電路的結構的圖。
圖9是內(nèi)置有本發(fā)明的半導體存儲器的半導體裝置的框圖。
圖10A和10B是半導體存儲器的框圖。
圖11A和11B是說明本發(fā)明的半導體裝置的制造方法的圖。
圖12A和12B是說明本發(fā)明的半導體裝置的制造方法的圖。
圖13A和13B是本發(fā)明的半導體裝置的俯視圖及截面圖。
圖14A至14H是表示本發(fā)明的半導體裝置的應用方式的圖。
具體實施方式以下參照本發(fā)明的實施方式。其中，本發(fā)明可以通過多種不同的方式來實施，本領域人員可以很容易地理解一個事實就是，其方式和詳細內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應該被解釋為僅限定在實施方式所記載的內(nèi)容中。此外，在用來說明實施方式的所有附圖中，使用同一標號來表示同一部分或具有相同功能的部分，并省略其重復的說明。
實施方式1在本實施方式中，說明本發(fā)明的一次寫入存儲器的結構和工作。
首先，說明進行標準寫入工作的一次寫入存儲器的結構和工作的一個例子。這里，存儲元件具有如下特性初期狀態(tài)為高電阻狀態(tài)，可以通過施加6V的電壓進行寫入，并在寫入之后成為低電阻狀態(tài)。作為存儲元件，可以采用在電極之間設置有無機膜或有機膜的結構。
圖10A是一次寫入存儲器的框圖的一個例子，存儲器1001具備讀出/寫入電路1002、位線驅(qū)動電路1003、字線驅(qū)動電路1007、存儲單元陣列1010。位線驅(qū)動電路1003具備列譯碼器1004、電平轉(zhuǎn)換器1005、選擇器1006，而字線驅(qū)動電路1007具備行譯碼器1008、電平轉(zhuǎn)換器1009。圖10B是構成存儲單元陣列1010的存儲單元的電路圖。存儲單元1011由選擇晶體管1012和存儲元件1013構成，在選擇晶體管的源電極和漏電極中的一個與位線連接、另一方與存儲元件1013的另一個電極連接、柵電極與字線連接。另外，在存儲元件1013中的另一電極連接于公共電極(電位Vc)。
圖10A和10B所示的一次寫入存儲器輸入寫允許信號(WE)、讀允許信號(RE)、時鐘信號(CLK)、地址信號(ADR)、輸入數(shù)據(jù)信號(DATAIN)，輸出數(shù)據(jù)信號(DATAOUT)被輸出。若聲明(assert)寫允許信號(WE)，則選擇地址信號所指定的存儲單元，并且，將輸入數(shù)據(jù)寫入到所選擇的存儲單元中。另外，若聲明(assert)讀允許信號(RE)，則選擇地址信號所指定的存儲單元，并讀出所選擇的存儲單元中存儲的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)信號(DATAOUT)。本發(fā)明的存儲器是一次寫入存儲器，因此，不可在出廠之前聲明(assert)寫允許信號來輸入數(shù)據(jù)，以檢出及修復壞位。因此，在本發(fā)明的存儲器中，也可以由用戶聲明(assert)寫允許信號。另外，輸入數(shù)據(jù)信號也可以不是檢查用數(shù)據(jù)。
將地址信號輸入到列譯碼器1004，并且，該列譯碼器1004選擇所指定的列的信號線。電平轉(zhuǎn)換器1005根據(jù)需要改變信號線的電壓電平。選擇器1006驅(qū)動由列譯碼器1004選擇的列的開關，并連接位線和讀出/寫入電路1002。將地址信號輸入到行譯碼器1008，并且，選擇所指定的行的信號線。電平轉(zhuǎn)換器1009根據(jù)需要改變信號線的電壓。結果，將預定的電勢輸入到所選擇的字線。
例如，在寫入時，對所選擇的存儲單元的位線及字線施加6V電壓，對公共電極施加0V電壓。結果，選擇晶體管1012成為導通狀態(tài)，對存儲元件1013施加大約6V的電壓，存儲元件1013的元件特性(電阻值等)變化。另外，在讀出時，對所被選擇的存儲單元的字線施加3V的電壓，對公共電極施加0V的電壓，選擇晶體管1012成為導通狀態(tài)，所選擇的位線連接于讀出電路。結果，根據(jù)存儲元件1013的元件特性(高電阻狀態(tài)或低電阻狀態(tài)等)讀出所存儲的數(shù)據(jù)。
如上所述，構成進行標準寫入工作的一次寫入存儲器，進行寫入工作或讀出工作。
接著，說明本發(fā)明的一次寫入存儲器的結構和工作的一個例子。圖1是本發(fā)明的一次寫入存儲器的框圖的一個例子，存儲器101具備讀出/寫入/檢驗電路102、位線驅(qū)動電路107、字線驅(qū)動電路108、存儲單元陣列109、第二寫入電路110、時序控制電路111。讀出/寫入/檢驗電路102具備讀出/寫入電路104、檢驗電路105、以及數(shù)據(jù)寄存器106。將讀出/寫入電路104中的寫入電路稱為第一寫入電路。
本發(fā)明的一次寫入存儲器的結構的特征如下與通常的一次寫入存儲器相比，存儲單元陣列109具備冗余存儲單元，存儲單元陣列109的驅(qū)動電路具有對應于冗余存儲單元的結構。另外，其它特征如下具備確認寫入結果的檢驗電路105，具有對冗余存儲單元分配地址的第二寫入電路110，具有對讀出/寫入/檢驗電路102、第二寫入電路110、位線驅(qū)動電路107、以及字線驅(qū)動電路108進行控制的時序控制電路111。另外，將從檢驗電路105輸出的判定信號輸入到時序控制電路111。
存儲器101輸入寫允許信號(WE)、讀允許信號(RE)、時鐘信號(CLK)、地址信號(ADR)、輸入數(shù)據(jù)信號(DATAIN)，輸出輸出數(shù)據(jù)信號(DATAOUT)。通過聲明(assert)讀允許信號(RE)進行讀出工作。若聲明(assert)讀允許信號(RE)，則選擇地址信號所指定的存儲單元，讀出所選擇的存儲單元中存儲的數(shù)據(jù)，作為輸出數(shù)據(jù)信號(DATAOUT)。
圖2是表示一系列寫入工作的一個例子的流程圖。寫入工作是通過聲明(assert)寫允許信號(WE)而進行的。若聲明(assert)(S1)寫允許信號(WE)，則首先選擇地址信號(ADR)所指定的存儲單元，將輸入數(shù)據(jù)寫入到所選擇的存儲單元(S2)。在寫入輸入數(shù)據(jù)之后，對存儲在所選擇的存儲單元中的數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)進行比較(S3)，確認寫入結果。若兩個數(shù)據(jù)一致(S4)，則判定為寫入工作是正常進行的，結束寫入工作(S5)。若兩個數(shù)據(jù)不一致(S6)，則判定為寫入中產(chǎn)生異常，對冗余存儲單元分配產(chǎn)生異常的地址(S7)。并且，再次進行寫入，結束寫入工作。
此外，在判定為異常寫入的情況下，能夠?qū)θ哂啻鎯卧峙洚a(chǎn)生異常的地址的次數(shù)由冗余存儲單元或字線驅(qū)動電路108、位線驅(qū)動電路107的結構決定。在可以分配多次的情況下，也可以相應于其次數(shù)反復確認寫入結果。若發(fā)生寫入不良并超過能夠?qū)θ哂啻鎯卧峙涞刂返拇螖?shù)，則成為寫入不良。另外，也可以在結束一系列寫入工作之前確認寫入結果，并輸出通知正常地結束寫入工作或發(fā)生不良的判定信號。
通過采用這種結構并進行這種寫入工作，本發(fā)明的一次寫入存儲器可以極大降低成為缺陷的概率。例如，假設在制造步驟中每1G位包括1位的缺陷，則因為在現(xiàn)有技術的1M位一次寫入存儲器中即使只有1位的壞位也成為次品，所以，在1000個常規(guī)1M位一次寫入存儲器中產(chǎn)生一個左右的次品。相反，在具有本發(fā)明的結構的1M位一次寫入存儲器中，例如，假設可以對任意1位的缺陷進行修復，則只在發(fā)生2位或更多的壞位的情況下，成為次品，因此，次品減少到大約在1000000個中有一個的程度。
接著，說明圖1所示的各框的工作。讀出/寫入電路104、存儲單元陣列109所具備的存儲單元、以及存儲單元所具備的存儲元件的工作條件可以與參照圖10說明了的一次寫入存儲器相同。此外，數(shù)據(jù)寄存器106是存儲讀出的數(shù)據(jù)、寫入的數(shù)據(jù)、或進行比較的數(shù)據(jù)的寄存器。
存儲單元陣列109具備冗余存儲單元，位線驅(qū)動電路107及字線驅(qū)動電路108具有對應于冗余存儲單元的結構。例如，可以提供追加一條字線及一行存儲單元的結構。字線驅(qū)動電路108具備非易失性存儲元件，該非易失性存儲元件存儲對冗余存儲單元分配地址的設定。第二寫入電路110是對所述存儲元件進行寫入的電路。例如，在所輸入的地址產(chǎn)生異常寫入的情況下，第二寫入電路110進行寫入，由此，對冗余存儲單元分配所述地址。
檢驗電路105是對進行寫入的數(shù)據(jù)和在寫入之后的數(shù)據(jù)進行比較、并輸出判定信號的電路。例如，在兩個數(shù)據(jù)之間進行異或，由此，進行比較，通過取所有比較結果的“或”，生成判定信號。在這種情況下，判定信號以邏輯值“0”表示一致、以邏輯值“1”表示不一致，當正常寫入時輸出邏輯值“0”、異常寫入時輸出邏輯值“1”。
時序控制電路111是控制本發(fā)明的一系列寫入工作的時序的電路。WE信號、RE信號、CLK信號、以及判定信號被輸入到時序控制電路111，分別生成控制讀出/寫入電路104的信號、控制檢驗電路105的信號、以及控制第二寫入電路110的信號，進行輸出。
控制讀出/寫入電路104的信號至少包括控制讀出的第四控制信號、以及控制寫入的第三控制信號，輸入到讀出/寫入電路104。將控制檢驗電路105的信號(也被稱為第一控制信號)輸入到檢驗電路105中。將控制第二寫入電路110的信號(也被稱為第二控制信號)輸入到第二寫入電路110。
若聲明RE信號，則使位線驅(qū)動電路107、字線驅(qū)動電路108、以及在讀出/寫入電路104中的讀出電路為允許(enable)，并進行通常讀出工作的控制。另外，若聲明WE信號，則進行如下所述的一系列寫入工作的控制。
若聲明WE信號，則使位線驅(qū)動電路107、字線驅(qū)動電路108、以及寫入電路為允許，并寫入輸入數(shù)據(jù)。接著，使檢驗電路105為允許，進行寫入結果的確認。并且，基于作為來自檢驗電路105的輸出的判定信號進行如下處理。
在判定信號表示正常寫入的情況下，結束寫入工作。在判定信號表示異常寫入的情況下，時序控制電路111使第二寫入電路110為允許，對冗余存儲單元分配輸入了的地址。接著，使位線驅(qū)動電路107、字線驅(qū)動電路108、以及在讀出/寫入電路104中的寫入電路(第一寫入電路)為允許，將輸入數(shù)據(jù)寫入到重新分配后的存儲單元，并結束寫入工作。圖4A和4B是由時序控制電路111控制的寫入時的時序圖。圖4A是在正常寫入時的時序圖，圖4B是在異常寫入時的時序圖。
此外，判定信號表示異常寫入時的處理，因冗余存儲單元的結構而稍微不同。在只對進行寫入的地址分配冗余存儲單元的結構的情況下，進行如上所述的處理。另一方面，在對包括進行寫入的地址的一行分配冗余存儲單元的結構的情況下，進行如下處理。
在判定信號表示異常寫入的情況下，時序控制電路111使位線驅(qū)動電路107、字線驅(qū)動電路108、以及在讀出/寫入電路104中的讀出電路為允許，讀出在發(fā)生異常寫入的行的數(shù)據(jù)。此時，讀出/寫入電路基于發(fā)生異常寫入的行的數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)，構成進行正常寫入時的一行數(shù)據(jù)，并存儲在數(shù)據(jù)寄存器106中。接著，使第二寫入電路110為允許，對冗余存儲單元分配所輸入的地址。接著，使位線驅(qū)動電路107、字線驅(qū)動電路108、以及在讀出/寫入電路104中的寫入電路為允許，將存儲在數(shù)據(jù)寄存器106中的一行數(shù)據(jù)寫入到重新分配后的存儲單元，結束寫入工作。
如上所述，時序控制電路111控制讀出工作或一系列寫入工作的時序。
接著，參照圖3說明對應于冗余存儲單元的字線驅(qū)動電路108的例子。圖3所示的字線驅(qū)動電路301由行譯碼器303、電平轉(zhuǎn)換器304、冗余行譯碼器305、激活位306、以及其它邏輯門組成，將行地址信號、列地址信號、允許信號輸入到字線驅(qū)動電路301。允許信號和行地址信號被輸入到行譯碼器303，并且，當聲明允許信號時，選擇行地址所指定的字線，而不選擇其它字線。冗余行譯碼器305具備存儲冗余存儲單元的地址的地址寄存器307，輸入信號和地址信號。聲明允許信號并且所輸入的地址和存儲在地址寄存器中的數(shù)據(jù)一致的情況下，選擇連接于冗余存儲單元的字線。在其它情況下，不選擇連接于冗余存儲單元的字線。地址寄存器307和激活位306由非易失性存儲器構成，并且，與構成存儲單元的存儲元件相同，可以使用1位的存儲元件。將來自時序控制電路111的控制信號輸入到第二寫入電路302，并對字線驅(qū)動電路301所具備的地址寄存器307和激活位306進行寫入。
接著，說明圖3所示的字線驅(qū)動電路301的工作。以地址寄存器307和激活位306的初始值為邏輯值“1”，并以邏輯值“1”聲明允許信號。另外，行譯碼器303的輸出信號中的邏輯值“1”和邏輯值“0”分別被輸出到被選擇了的信號線和沒被選擇的信號線。
在冗余行譯碼器305的輸出信號為邏輯值“0”(非選擇)的情況下，輸入到字線驅(qū)動電路301的允許信號和輸入到行譯碼器303的允許信號一致，字線驅(qū)動電路301用作不具備冗余結構的字線驅(qū)動電路。因此，當聲明輸入到字線驅(qū)動電路301的允許信號時，行譯碼器303選擇行地址所指定的字線。另一方面，在冗余行譯碼器305的輸出信號為邏輯值“1”(選擇)的情況下，不聲明輸入到行譯碼器303的允許信號，只選擇連接于冗余存儲單元的字線。
由于在初始狀態(tài)下激活位306為邏輯值“1”，所以，不聲明冗余行譯碼器305的允許信號，因此，字線驅(qū)動電路301用作不具備冗余結構的字線驅(qū)動電路。換言之，當聲明允許信號時，行譯碼器303選擇行地址所指定的字線。
接著，第二寫入電路302將邏輯值“0”寫入激活位306、將對冗余存儲單元分配的地址寫入到地址寄存器307。在這種情況下，當聲明輸入到字線驅(qū)動電路301的允許信號時，也聲明輸入到冗余行譯碼器305的允許信號，并對所輸入的地址和存儲在地址寄存器307中的地址進行比較。在二者一致的情況下，只選擇連接于冗余存儲單元的字線。在二者不一致的情況下，不選擇連接于冗余存儲單元的字線，冗余行譯碼器305的輸出信號為邏輯值“0”，因此，用作不具備冗余結構的字線驅(qū)動電路。結果，行譯碼器303選擇行地址所指定的字線。
圖3所示的例子是通過將行地址及列地址存儲在地址寄存器307中對冗余存儲單元只分配進行異常寫入的地址的結構。也可以采用只將行地址存儲在地址寄存器307中的結構。在這種情況下，成為對冗余存儲單元分配發(fā)生異常寫入的行地址所指定的整個行的結構。
此外，雖然示出追加了一行字線的存儲器作為冗余存儲單元的情況，但是，也可以追加多行字線。另外，也可以追加一列或多列位線。
接著，說明圖3所示的字線驅(qū)動電路301的詳細的電路結構的一個例子。圖5表示字線驅(qū)動電路501的一部分和第二寫入電路502。在圖5中，字線驅(qū)動電路501具備激活位504、冗余行譯碼器503、邏輯門511，輸入允許信號和k(K為自然數(shù))位的地址信號。k位的地址信號可以由行地址和列地址構成，也可以只由行地址構成。
激活位504具備選擇晶體管505、存儲元件506、以及上拉電阻器507。在初始狀態(tài)下，存儲元件506為高電阻狀態(tài)，輸出邏輯值“1”。當寫入時，從第二寫入電路502輸入例如6V的信號，使存儲元件506變化為低電阻狀態(tài)。結果，存儲元件506的電阻值與上拉電阻器507相比，變得充分小，激活位504輸出邏輯值“0”。
冗余行譯碼器503由地址寄存器513、比較電路509、邏輯門510、以及電平轉(zhuǎn)換器512構成。地址寄存器513具備k位的存儲單元508(1)、508(2)～508(k)，各存儲單元具備選擇晶體管、存儲元件、上拉電阻器。當寫入時，通過從第二寫入電路502輸入例如6V的信號，寫入所輸入的k位的地址。比較電路509對地址信號和存儲在地址寄存器513中的地址進行比較，邏輯門510進行輸入到冗余行譯碼器503的允許信號和比較電路509的輸出信號的邏輯運算。結果，只在聲明允許信號并且所輸入的地址和存儲在地址寄存器513中的地址一致的情況下，選擇冗余字線。
通過采用上述結構并進行上述寫入工作，本發(fā)明的一次寫入存儲器可以極大降低成為缺陷的概率。
此外，在本實施方式中，雖然說明了存儲元件的初始狀態(tài)為高電阻狀態(tài)、在寫入之后成為低電阻狀態(tài)的情況，但是，存儲元件的元件特性不局限于此。存儲元件也可以具有初始狀態(tài)為低電阻狀態(tài)、通過施加電壓變化為高電阻狀態(tài)的特性。另外，除了由電壓施加導致的特性變化以外，還可以是特性因使電流流過而變化的元件。
此外，在本實施方式所示的結構中，對進行寫入或讀出的位寬沒有特別的指定。也可以是每1位的串行寫入(serial writing)和串行讀出(serial reading)、多位的并行讀出和并行寫入、一行同時讀出和一行同時寫入、或一行同時讀出和串行寫入的組合。
實施例1以下舉出與圖1不同的例子說明本發(fā)明的一次寫入存儲器的結構和工作。圖6是本發(fā)明的一次寫入存儲器的框結構，存儲器601具備包括數(shù)據(jù)寄存器602的讀出電路603；包括數(shù)據(jù)寄存器604的寫入電路605(也被稱為第一寫入電路)；檢驗電路606；時序控制電路607；第二寫入電路608；地址寄存器609；位線驅(qū)動電路610；字線驅(qū)動電路611；存儲單元陣列612；升壓電路613。另外，將寫允許信號(WE)、讀允許信號(RE)、時鐘信號(CLK)、地址信號(ADR)、輸入數(shù)據(jù)信號(DATAIN)、第二時鐘信號(CLK2)輸入到存儲器601，輸出數(shù)據(jù)信號(DATAOUT)被輸出。
與圖1所示的框結構相比，圖6包括升壓電路613和地址寄存器609，另外，還示出了讀出/寫入/檢驗電路(在圖6中，相當于讀出電路603、寫入電路605及檢驗電路606)、位線驅(qū)動電路610、字線驅(qū)動電路611的結構例子。
讀出電路603和寫入電路605分別具備數(shù)據(jù)寄存器，將讀出電路603所讀出的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)寄存器602，將寫入電路605所寫入的輸入數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)寄存器604。檢驗電路606參照存儲在讀出電路603的數(shù)據(jù)寄存器602中的數(shù)據(jù)和存儲在寫入電路605的數(shù)據(jù)寄存器604中的數(shù)據(jù)，進行比較。
位線驅(qū)動電路610具備列譯碼器614、電平轉(zhuǎn)換器615、選擇器616。列譯碼器614從地址寄存器609輸入列地址，并進行譯碼。電平轉(zhuǎn)換器615對列譯碼器614的輸出電勢的電平進行轉(zhuǎn)換。例如，當寫入時，將列譯碼器輸出的0至3V轉(zhuǎn)換為0至6V的高電壓。選擇器616根據(jù)電平轉(zhuǎn)換器615的輸出進行開關，將列地址所指定的位線連接到讀出電路603或?qū)懭腚娐?05。字線驅(qū)動電路611具備行譯碼器617、電平轉(zhuǎn)換器618。行譯碼器617從地址寄存器輸入行地址，進行譯碼。電平轉(zhuǎn)換器618對行譯碼器的輸出電勢的電平進行轉(zhuǎn)換，驅(qū)動字線。
將第二時鐘信號和來自時序控制電路607的控制信號輸入到升壓電路613，生成在寫入時所需要的高電源電壓，將高電源電壓提供給電平轉(zhuǎn)換器615、電平轉(zhuǎn)換器618、以及寫入電路605。
時序控制電路607控制讀出電路603、寫入電路605、檢驗電路606、第二寫入電路608、位線驅(qū)動電路610、字線驅(qū)動電路611及升壓電路613的時序。另外，輸入從檢驗電路606輸出的判定信號。
其它結構及工作與圖1的說明相同。存儲單元陣列612具備冗余存儲單元，驅(qū)動電路具有對應于冗余存儲單元的結構。若聲明讀允許信號(RE)，則選擇地址信號所指定的存儲單元，讀出存儲在所選擇的存儲單元中的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)信號(DATAOUT)。另外，若聲明寫允許信號，則選擇地址信號所指定的存儲單元，將輸入數(shù)據(jù)寫入到所選擇的存儲單元中。并且，在寫入輸入數(shù)據(jù)之后，對所寫入的數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)進行比較，在不一致的情況下，則對冗余存儲單元分配所輸入的地址，再次進行寫入。
通過采用上述結構并進行上述寫入工作，本發(fā)明的一次寫入存儲器可以極大降低成為缺陷的概率。
此外，在本實施例所示的結構中，對進行寫入或讀出的位寬沒有特別的指定。也可以是每1位的串行寫入和串行讀出、多位的并行寫入和并行讀出、一行同時讀出和一行同時寫入、或一行同時讀出和串行寫入的組合。本實施例可以與上述實施方式自由地組合實施。
實施例2關于字線驅(qū)動電路及第二寫入電路，說明與圖3不同的電路結構的例子。
圖7表示字線驅(qū)動電路701和第二寫入電路702。字線驅(qū)動電路701具備行譯碼器703、電平轉(zhuǎn)換器704、設定位705、邏輯門710(1)～710(n-1)、傳輸門711(1)～711(n)及712(1)～712(n)、反相器713(1)～713(n)，輸入行地址和允許信號，由字線W1～W(n+1)輸出。行譯碼器703的輸出信號為n條，與此相對，設置(n+1)條字線，這些字線包括與冗余存儲單元連接的一條字線。
設定位705按每個行譯碼器703的輸出設置有存儲單元706(i)(i＝1～n)。設定位705為非易失性存儲器，可以使用與構成存儲單元陣列的存儲元件相同的存儲元件。各存儲單元706(i)具備選擇晶體管707(i)、上拉電阻器708(i)、存儲元件709(i)(i＝1～n)。在初始狀態(tài)下，存儲元件為高電阻狀態(tài)，輸出數(shù)據(jù)的邏輯值“1”。當寫入時，從第二寫入電路702輸入例如大約6V的控制信號，輸入地址所指定的行中的設定位所具備的存儲元件變化為低電阻狀態(tài)。結果，存儲元件的電阻值與上拉電阻器相比，變得充分小，寫入數(shù)據(jù)的邏輯值“0”。
電平轉(zhuǎn)換器704的輸出信號out(i)通過傳輸門711(i)連接于字線W(i)，另外，通過傳輸門712(i)連接于字線W(i+1)(i＝1～n)。傳輸門711(i)及712(i)被第1～i行的設定位的輸出信號控制。
將來自時序控制電路的控制信號輸入到第二寫入電路702，將控制信號輸出到電平轉(zhuǎn)換器704和設定位705。
接著，說明字線驅(qū)動電路701的工作。設定位705的初始值為邏輯值“1”，字線在選擇時輸出邏輯值“1”、在非選擇時輸出邏輯值“0”。
由于在初始狀態(tài)下設定位為邏輯值“1”，因此，所有傳輸門711(i)接通，所有傳輸門712(i)斷開。因此，電平轉(zhuǎn)換器的輸出信號out(i)連接于字線W(i)，驅(qū)動W(i)。不使用字線W(n+1)。
接著，假設通過第二寫入電路702只對第k行的設定位寫入邏輯值“0”。此時，則存儲單元706(k)的輸出為邏輯值“0”，在第k行之后，所有傳輸門711(i)(i＝k～n)斷開，所有傳輸門712(i)(i＝k～n)接通。另一方面，由于第1～(k-1)行的設定位為邏輯值“1”，因此，所有傳輸門711(i)(i＝1至(k-1))接通，所有傳輸門712(i)(i＝1～(k-1))斷開。因此，電平轉(zhuǎn)換器的輸出信號out(i)在i＝1～(k-1)的條件下連接于字線W(i)，并驅(qū)動W(i)。另一方面，在i＝k至n的條件下連接于字線W(i+1)，并驅(qū)動W(i+1)，而不使用字線W(k)。
像這樣，可以看出圖7所示的字線驅(qū)動電路701可以修復任意一行。換言之，當在第k行中發(fā)生不正常寫入時，通過將邏輯值“0”寫入到第k行的設定位中，可以停止第k行的使用，對之后的全部轉(zhuǎn)移一行地分配行地址。
此外，關于本發(fā)明的一次寫入存儲器，在采用如上所述的冗余存儲器結構的情況下，對存儲器的寫入需要不是隨機存取而是順序。
此外，本實施例可以與上述實施方式及實施例1自由地組合而實施。
實施例3參照圖8說明檢驗電路的結構的一個例子。
圖8表示在數(shù)據(jù)的位寬為4位的情況下的寫入電路801、讀出電路802、檢驗電路803的結構例子。寫入電路801具備數(shù)據(jù)寄存器804，輸入數(shù)據(jù)(DATAIN)和控制信號被輸入，輸出數(shù)據(jù)寄存器804的值。讀出電路802具備讀出放大器806和數(shù)據(jù)寄存器805，輸入從位線驅(qū)動電路輸出的數(shù)據(jù)和控制信號，輸出數(shù)據(jù)寄存器805的值。檢驗電路803具備異或門和OR門，輸入控制信號、以及數(shù)據(jù)寄存器804的值和數(shù)據(jù)寄存器805的值輸出判定信號。
圖8所示的檢驗電路803對于數(shù)據(jù)寄存器804和數(shù)據(jù)寄存器805的各位進行異或運算。并且，通過進行各運算結果的邏輯加運算，產(chǎn)生判定信號。只在數(shù)據(jù)寄存器804和數(shù)據(jù)寄存器805完全一致的情況下，判定信號成為邏輯值“0”，即使有一位不一致，也成為邏輯值“1”。
如圖8所示，當檢驗電路803只由組合電路組成時，不需要輸入來自時序控制電路的控制信號。另一方面，在將鎖存器設到OR門的輸出的情況下，當進行時序控制如與控制信號同步更新判定信號的值時，需要控制信號。
此外，本實施例可以與上述實施方式及實施例1、2自由地組合而實施。
實施例4作為本發(fā)明的一次寫入存儲器的應用方式，說明內(nèi)置于具有無線通信功能的半導體裝置的方式。這種半導體裝置例如用作RFID(射頻識別)標簽。圖9是半導體裝置的框圖的一個例子。
圖9表示由天線901和半導體裝置902構成的RFID標簽。天線也可以看做被包括在半導體裝置內(nèi)。
半導體裝置902具備匹配電路903、調(diào)制電路904、解調(diào)電路905、電源電路906、相位同步電路907、邏輯電路部908。邏輯電路部908包括部分模擬電路，但是大多部分由邏輯電路組成，是決定半導體裝置的功能的部分。
邏輯電路部908具備譯碼電路909、編碼電路910、命令分析部911、校驗電路912、輸出控制電路913、存儲器控制電路914、ROM915、一次寫入存儲器916、升壓電路917。
匹配電路903是用來獲得半導體裝置902和天線901的匹配的電路，根據(jù)需要來設置。調(diào)制電路904是具備負載電阻和開關元件、并根據(jù)輸入信號改變標簽的阻抗的電路。解調(diào)電路905是具備包絡電路，并從所接收的電磁波中抽出副載波的電路。電源電路906具備整流電路、保持電容器及恒壓電路，并將電源電位Vdd提供給邏輯電路部908和相位同步電路907。相位同步電路907具備環(huán)路濾波器、VCO(VoltageControlled Oscillator；壓控振蕩器)、分頻電路，并根據(jù)副載波的輸入產(chǎn)生時鐘信號。
ROM915是存儲識別號碼或各種固定信息的只讀存儲器。可以使用掩模ROM等。作為一次寫入存儲器916，使用本發(fā)明的一次寫入存儲器。通過內(nèi)置一次寫入存儲器，可以在出廠之后追記數(shù)據(jù)，并可以以非接觸明確對象的履歷信息等，有助于生產(chǎn)及管理等。
譯碼電路909根據(jù)規(guī)格對從解調(diào)電路中輸出的被編碼后的數(shù)字信號進行譯碼。命令分析部911根據(jù)被譯碼了的信號對命令進行分析，并根據(jù)數(shù)據(jù)比較、狀態(tài)變更、以及命令輸出各種控制信號。另外，輸入從ROM915或一次寫入存儲器讀出的數(shù)據(jù)，或者輸出寫入到一次寫入存儲器的數(shù)據(jù)。關于存儲器控制電路914，輸入控制信號，產(chǎn)生預定的地址，并進行ROM915的讀出、一次寫入存儲器916的讀出或?qū)懭氲目刂啤Ｒ策M行在進行一次寫入存儲器916的寫入時所需要的升壓電路917的控制。
關于輸出控制電路913，輸入來自命令分析部911的控制信號，進行所輸出數(shù)據(jù)的準備或時序控制。將控制信號輸出到存儲器控制電路，并且，輸入從ROM915或一次寫入存儲器讀出的數(shù)據(jù)。還可以具備決定輸出時隙的隨機數(shù)產(chǎn)生電路。校驗電路912具備CRC(循環(huán)冗余校驗)電路或奇偶校驗電路，輸入來自編碼電路910的輸出信號，并檢查正常傳輸接收數(shù)據(jù)。另外，輸入來自編碼電路910的輸入信號，并產(chǎn)生可以檢查發(fā)送數(shù)據(jù)正常地被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。編碼電路910根據(jù)規(guī)格對從輸出控制電路913中被輸出的數(shù)據(jù)進行編碼。
通過采用這種結構，可以實現(xiàn)內(nèi)置有本發(fā)明的一次寫入存儲器的半導體裝置。這種本發(fā)明的半導體裝置例如用作RFID標簽。通過使用本發(fā)明的半導體裝置，可以追記數(shù)據(jù)，并可以以非接觸明確對象的履歷信息等，有助于生產(chǎn)及管理等。另外，缺陷不多，并且，數(shù)據(jù)不會被改寫，因此，可以實現(xiàn)高安全性。
并且，在本發(fā)明的半導體裝置中，優(yōu)選安裝可以通過進行低溫工藝形成的有機一次寫入存儲器。由于可以通過進行低溫工藝制造，所以，可以形成在柔性基體上，作為RFID標簽的應用方式明顯增加。
此外，本實施例可以與上述實施方式及實施例1至3自由地組合而實施。
實施例5在本實施例中，參照圖11A和11B及圖12A和12B說明將使用了有機存儲元件的本發(fā)明的一次寫入存儲器形成在柔性基體上的方法。
如圖11A和11B所示，在襯底250上形成剝離層268、絕緣層251。在絕緣層251上形成晶體管260a及晶體管260b。圖11A和11B所示的晶體管260a及晶體管260b為頂柵極型平面薄膜晶體管，并采用了柵電極層端部具有側(cè)壁的結構，但是，本發(fā)明不局限于這種結構。在晶體管260a及晶體管260b上層疊了絕緣層269及絕緣層261。在絕緣層269及絕緣層261中形成有到達在晶體管260a及晶體管260b的半導體層中的用作源極區(qū)域或漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域的開口，在該開口中分別形成有布線層255a、255b、255c、以及255d。
在布線層255a、255b、255c、以及255d上形成有絕緣層270，在該絕緣層270中形成有到達布線層255a及255c的開口。在該開口中形成有第一導電層256a及256b，分別通過布線層255a及255c電連接于晶體管260a及晶體管260b。
形成有隔壁(絕緣層)267，在第一導電層256a及第一導電層256b上具有開口并覆蓋第一導電層256a及第一導電層256b的端部。在第一導電層256a上層疊有機化合物層262a、在第一導電層256b上層疊有機化合物層262b，并且，在有機化合物層262a、有機化合物層262b以及隔壁(絕緣層)267上形成有第二導電層263(參照圖11A)。像這樣，在襯底250上設置包括第一導電層256a、有機化合物層262a、以及第二導電層263的存儲元件265a和包括第一導電層256b、有機化合物層262b、以及第二導電層263的存儲元件265b。
作為襯底250，使用由鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃等組成的玻璃襯底、石英襯底、在金屬襯底或不銹鋼襯底的一表面上形成了絕緣層的襯底、或能夠耐本實施例制造步驟的處理溫度的耐熱塑料襯底。另外，也可以使用CMP法等進行拋光，以使襯底250的表面平整化。
使用濺射法或等離子體CVD法、涂敷法、印刷法等形成由如下材料構成單層或者層疊的層，以形成剝離層268選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)和硅(Si)中的元素、以元素為主要成分的合金材料、或以所述元素為主要成分的化合物材料。包含硅的層的結晶結構可以是非晶、微晶、多晶中的任何一種。此外，這里，涂敷法包括旋轉(zhuǎn)涂敷法、液滴噴射法、分配器法。
在剝離層268是單層結構的情況下，優(yōu)選形成鎢層、鉬層、或包含鎢和鉬的混合物的層?；蛘撸纬砂u的氧化物或氧氮化物的層、包含鉬的氧化物或氧氮化物的層、或包含鎢和鉬的混合物的氧化物或氧氮化物的層。此外，鎢和鉬的混合物相當于例如鎢和鉬的合金。
在剝離層268是疊層結構的情況下，優(yōu)選形成鎢層、鉬層、或包含鎢和鉬的混合物的層作為第一層，并形成鎢、鉬或鎢和鉬的混合物的氧化物、氮化物、氧氮化物或氮氧化物作為第二層。
在形成由包含鎢的層和包含鎢的氧化物的層組成的疊層結構作為剝離層268的情況下，也可以應用如下情況若形成包含鎢的層并在其上形成由氧化物組成的絕緣層，則包含鎢的氧化物的層形成在鎢層和絕緣層的界面。并且，也可以對包含鎢的層的表面進行熱氧化處理、氧等離子體處理、使用了氧化力強的溶液如臭氧水等的處理等，以形成包含鎢的氧化物的層。另外，也可以在氧、氮、一氧化二氮、一氧化二氮單質(zhì)、或所述氣體和其它氣體的混合氣體氣氛下進行等離子體處理或加熱處理。形成包含鎢的氮化物、氧氮化物及氮氧化物的層的情況也相同，優(yōu)選在形成包含鎢的層之后，在其上形成氟化硅層、氧氮化硅層、氮氧化硅層。
使用WOx表示鎢的氧化物。X在于2至3的范圍內(nèi)，可以舉出x為2的情況(WO2)、x為2.5的情況(W2O5)、x為2.75的情況(W4O11)、x為3的情況(WO3)等。
另外，根據(jù)上述步驟，形成剝離層268并使它接觸襯底250，但是本發(fā)明不局限于這種步驟。也可以形成作為基底的絕緣層并使它接觸襯底250，并且，形成剝離層268并使它接觸所述絕緣層。
絕緣層251是通過濺射法或等離子體CVD法、涂敷法、印刷法等使用無機化合物以單層或者層疊的方式形成的。作為無機化合物的典型例子，可以舉出硅氧化物或硅氮化物。硅氧化物的典型例子相當于氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等。硅氮化物的典型例子相當于氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等。
并且，絕緣層251也可以是疊層結構。例如，也可以使用無機化合物層疊，典型地說，也可以層疊氧化硅、氮氧化硅、以及氧氮化硅形成絕緣層251。
作為形成晶體管260a及260b所具有的半導體層的材料，可以使用以硅烷或鍺烷為代表的半導體材料氣體通過汽相生長法或濺射法形成的非晶半導體(以下也被稱為“AS”)、通過利用光能或熱能使該非晶半導體結晶化而形成的多晶半導體、或半結晶(也被稱為微晶或microcrystal。以下也被稱為“SAS”)半導體等?？梢允褂靡韵碌陌雽w等?？梢允褂靡阎姆椒?濺射法、LPCVD法、或等離子體CVD法等)形成半導體層。
SAS是具有非晶和結晶結構(包括單晶、多晶)的中間結構并具有自由能方面穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導體，包括近程有序的晶格畸變的晶質(zhì)區(qū)域。SAS是對包含硅的氣體進行輝光放電分解(等離子體CVD)而形成的。作為包含硅的氣體，可以使用SiH4，其它還可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。另外，也可以混合F2、GeF4。也可以使用H2、或H2和選自He、Ar、Kr、Ne中的一種或多種稀有氣體元素來稀釋所述包含硅的氣體。另外，作為半導體層，也可以層疊由氟類氣體組成的SAS層和由氫類氣體組成的SAS層。
典型地說，可以舉出氫化非晶硅和多晶硅等分別作為非晶半導體和結晶半導體。多晶硅包括使用了經(jīng)800℃或更高的工藝溫度而形成的多晶硅作為主材料的所謂的高溫多晶硅、使用了以600℃或更低的工藝溫度形成的多晶硅作為主材料的所謂的低溫多晶硅、添加促進結晶化的元素等并實現(xiàn)結晶化了的多晶硅等。當然，如上所述，也可以使用半結晶半導體或在半導體層的一部分包含結晶相的半導體。
另外，除了硅(Si)、鍺(Ge)等的單質(zhì)之外，還可以使用化合物半導體如GaAs、InP、SiC、ZnSe、GaN、SiGe等作為半導體的材料。另外，也可以使用作為氧化物半導體的氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)等，在將ZnO用于半導體層的情況下，優(yōu)選使用Y2O3、Al2O3、TiO2、這些的疊層等作為柵極絕緣層，并且，優(yōu)選使用ITO(銦錫氧化物)、Au、Ti等作為柵電極層、源電極層、漏電極層。另外，也可以將In或Ga等添加到ZnO。
在將結晶半導體層用于半導體層的情況下，只要采用已知的方法(激光結晶法、熱結晶法、或使用了促進結晶的元素如鎳等的熱結晶法等)作為所述結晶半導體層的制造方法即可。另外，也可以通過對作為SAS的微晶半導體進行激光照射并實現(xiàn)結晶，改善結晶性。在不引入促進結晶的元素的情況下，在將激光照射到非晶硅膜之前，在氮氣氛下以500℃加熱一個小時，來使非晶硅膜釋放氫并使其含氫濃度降低到1×1020atoms/cm3或更低。這是因為若將激光照射到包含較多氫的非晶硅膜則膜被損壞的緣故。
作為將金屬元素引入到非晶半導體層中的方法，只要是在非晶半導體層的表面或其內(nèi)部可以存在所述金屬元素的方法，就沒有特別的限制，可以使用例如濺射法、CVD法、等離子體處理法(包括等離子體CVD法)、吸附法、涂敷金屬鹽的溶液的方法。在這些方法中，使用溶液的方法簡便且容易調(diào)整金屬元素的濃度，因此是有用的。另外，此時，理想地采用在氧氣氛下的UV光照射、熱氧化法、使用了包含羥基的臭氧水或過氧化氫溶液的處理等形成氧化膜，以改善非晶半導體層表面的可濕性并將水溶液擴散到非晶半導體層的整個表面。
另外，在使非晶半導體層結晶化來形成結晶半導體層的結晶化步驟中，也可以將促進結晶化的元素(也示為催化劑元素、金屬元素)添加到非晶半導體層，并進行熱處理(550℃～750℃，3分鐘～24個小時)，進行結晶化。作為促進結晶化的金屬元素，可以使用選自鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、以及金(Au)中的一種或多種。
為了從結晶半導體層中去除或減輕促進結晶化的元素，形成包含雜質(zhì)元素的半導體層并使它接觸結晶半導體層，并且使該半導體層用作吸氣裝置。作為雜質(zhì)元素，可以使用賦予n型的雜質(zhì)元素、賦予p型的雜質(zhì)元素或稀有氣體元素等，例如可以使用選自磷(P)、氮(N)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)中的一種或多種。在包含促進結晶化的元素的結晶半導體層上形成包含稀有氣體元素的半導體層，并進行熱處理(550℃～750℃，3分鐘～24個小時)。包含在結晶半導體層中的促進結晶化的元素移動到包含稀有氣體元素的半導體層中，包含在結晶半導體層中的促進結晶化的元素被去除或減輕。然后，去除用作吸氣裝置的包含稀有氣體元素的半導體層。
非晶半導體層的結晶化可以組合熱處理和激光照射的結晶化，也可以分別進行多次的熱處理或激光照射。
另外，可以使用等離子體法將結晶半導體層直接形成在襯底上。另外，也可以使用等離子體法將結晶半導體層選擇性地形成在襯底上。
作為半導體，可以使用有機半導體材料通過印刷法、噴射法、旋轉(zhuǎn)涂敷法、液滴噴射法等形成。在這種情況下，不需要上述蝕刻步驟，因此，可以減少步驟數(shù)。作為有機半導體，使用低分子材料、高分子材料等。作為有機半導體，也可以使用有機染料、導電高分子材料等的材料。作為有機半導體材料，其骨架由共軛雙鍵組成的π電子共軛類高分子材料是理想的。典型地說，可以使用聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物、并五苯等的可溶性高分子材料。
適用于本發(fā)明的其它有機半導體材料，可以舉出可以通過在形成可溶性前體之后進行處理形成半導體層的材料。此外，作為這種有機半導體材料，可以舉出聚噻吩乙烯、聚(2，5-噻吩乙烯)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚丙炔乙烯等。
將前體轉(zhuǎn)換成有機半導體時，除了進行加熱處理之外，還添加氯化氫氣體等的反應催化劑。作為使這些可溶性有機半導體材料溶解的典型溶劑，可以適當?shù)厥褂眉妆健⒍妆?、氯苯、二氯苯、苯甲醚、氯仿、二氯甲烷、γ丁?nèi)酯、丁基溶纖劑、環(huán)己胺、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、環(huán)己酮、2-丁酮、二氧六環(huán)、二甲基甲酰胺(DMF)、或THF(四氫呋喃)等。
可以使用CVD法或濺射法、液滴噴射法等形成柵電極層。只要使用選自Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba中的元素、以所述元素為主要成分的合金材料或化合物材料形成柵電極層即可。另外，也可以使用以摻雜了磷等的雜質(zhì)元素的多晶硅膜為典型的半導體膜、AgPdCu合金。另外，可以采用單層結構或多層結構，例如，可以采用氮化鎢膜和鉬膜的兩層結構，或者，也可以采用順序?qū)盈B了50nm厚的鎢膜、500nm厚的鋁和硅的合金(Al-Si)膜、以及30nm厚的氮化鈦膜的三層結構。另外，在采用三層結構的情況下，也可以使用氮化鎢代替第一導電膜的鎢，也可以使用鋁和鈦的合金膜(Al-Ti)代替第二導電膜的鋁和硅的合金(Al-Si)膜，并且，也可以使用鈦膜代替第三導電膜的氮化鈦膜。
也可以將對可見光具有透過性的透光材料用于柵電極層。作為透光導電材料，可以使用銦錫氧化物(ITO)、包含氧化硅的銦錫氧化物(ITSO)、有機銦、有機錫、氧化鋅(ZnO)等。另外，也可以使用包含氧化鋅(ZnO)的銦鋅氧化物(IZO(indium zinc oxide))、摻雜了鎵(Ga)的ZnO、氧化錫(SnO2)、包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物等。
在需要進行蝕刻來加工以形成柵電極層的情況下，只要形成掩模，通過干法蝕刻或濕法蝕刻加工即可。通過使用ICP(InductivelyCoupled Plasma感應耦合等離子體)蝕刻法并適當?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(施加到線圈電極上的電力量、施加到襯底一側(cè)的電極上的電力量、襯底一側(cè)的電極溫度等)，可以將電極層蝕刻成錐形形狀。此外，作為蝕刻氣體，可以適當?shù)厥褂靡訡l2、BCl3、SiCl4或CCl4等為典型的氯類氣體、以CF4、SF6或NF3等為典型的氟類氣體或O2。
在本實施例中，雖然說明了單柵極結構，但是也可以采用多柵極結構如雙柵極結構等。在這種情況下，可以采用將柵電極層設置在半導體層上方、下方的結構，或者，也可以采用只在半導體層的單側(cè)(上方或下方)設置多個柵電極層的結構。半導體層也可以具備濃度互不相同的雜質(zhì)區(qū)域。例如，也可以將半導體層的溝道區(qū)域附近、與柵電極層重疊的區(qū)域設定為低濃度雜質(zhì)區(qū)域，將其外側(cè)區(qū)域設定為高濃度雜質(zhì)區(qū)域。
可以在使用PVD法、CVD法、蒸發(fā)法等形成導電膜之后，將它蝕刻成所希望的形狀，以形成布線層255a、255b、255c、以及255d。另外，通過使用印刷法、電鍍法等，可以將源電極層或漏電極層選擇性地形成在預定的地方。并且，也可以使用回流法、金屬鑲嵌法。作為源電極層或漏電極層的材料，可以使用Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba等的金屬、Si、Ge等的半導體或其合金、或其氮化物。另外，也可以使用透光材料。
另外，作為透光導電材料，可以使用銦錫氧化物(ITO)、包含氧化硅的銦錫氧化物(ITSO)、包含氧化鋅(ZnO)的銦鋅氧化物(IZO(indium zinc oxide))、氧化鋅(ZnO)、摻雜了鎵(Ga)的ZnO、氧化錫(SnO2)、包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物等。
絕緣層261、絕緣層270、隔壁(絕緣層)267也可以使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁等無機絕緣材料、或者丙烯酸、甲基丙烯酸及這些的衍生物、或者聚酰亞胺、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑等耐熱高分子、或者聚乙烯醇或聚乙烯醇縮丁醛等之類的乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂、硅氧烷樹脂等樹脂材料。丙烯、聚酰亞胺等可以是感光材料或非感光材料。尤其是，隔壁(絕緣層)267優(yōu)選具有曲率半徑連續(xù)變化的形狀，提高了形成在其上的有機化合物層262a及262b、第二導電層263的覆蓋度。絕緣層可以是使用CVD法、等離子體CVD法、濺射法、液滴噴射法、印刷法(絲網(wǎng)印刷、膠印刷、凸版印刷或銅板(凹版)印刷等)、旋轉(zhuǎn)涂敷法等的涂敷法、浸漬法而形成的。
在本實施例中，使用銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、銻(Sb)、鋅(Zn)的一種或多種作為用于第一導電層256a及256b、以及第二導電層263的金屬材料。除了上述以外，還使用鎂(Mg)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鉈(Tl)、碲(Te)、鋇(Ba)的一種或多種。也可以包含多種所述金屬材料，或者，也可以使用包含所述材料的一種或多種的合金。作為電極材料，尤其是作為溶解度參數(shù)比較小的金屬的銦(In)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈣(Ca)、錳(Mn)、鋅(Zn)、或包含這些的合金是合適的。作為可以使用的合金，可以舉出銦錫合金(InSn)、鎂銦合金(InMg)、磷銦合金(InP)、砷銦合金(InAs)、鉻銦合金(InCr)等作為銦合金。
作為有機化合物層262a及262b，可以使用聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、聚酯、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、呋喃樹脂、苯二酸二烯丙酯樹脂、硅氧烷樹脂。
作為可以用于有機化合物層262a及262b的其它有機化合物，可以使用4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-胺]-聯(lián)苯(簡稱為α-NPD)或4，4’-雙[N-(3-甲基苯)-N-苯基-胺]-聯(lián)苯(簡稱為TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-胺)-三苯胺(簡稱為TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯)-N-苯基-胺]-三苯胺(簡稱為MTDATA)或4，4’-雙(N-(4-(N，N-二-m-甲苯基氨基)苯基)-N-苯胺)聯(lián)苯(簡稱為DNTPD)等的芳香胺類(即，具有苯環(huán)-氮的結合)化合物、酞菁(簡稱為H2Pc)、酞菁銅(簡稱為CuPc)、釩氧酞菁(簡稱為VOPc)等的酞菁化合物、2Me-TPD、FTPD、TPAC、OTPAC、Diamine、PDA、三苯甲烷(簡稱為TPM)、STB等。
作為可以用于有機化合物層262a及262b的其它有機化合物，可以使用三(8-喹啉醇合)鋁(簡稱為Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)鋁(簡稱為Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉)鈹(簡稱為BeBq2)、雙(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚-鋁(簡稱為BAlq)等由具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬配合物等組成的材料、雙[2-(2-羥基苯基)苯并惡唑]鋅(簡稱為Zn(BOX)2)、雙[2-(2-羥基苯基)-苯并噻唑]鋅(簡稱為Zn(BTZ)2)等的具有惡唑類、噻唑類配位體的金屬配合物等的材料、2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-tert-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑(簡稱為PBD)、1，3-雙[5-(p-tert-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑-2-某基]苯(簡稱為OXD-7)、3-(4-tert-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱為TAZ)、3-(4-tert-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱為p-EtTAZ)、紅菲咯啉(簡稱為BPhen)、浴銅靈(簡稱為BCP)、5，6，11，12-四苯基四苯并(簡稱為紅熒烯)、六苯基苯、t-丁基二萘嵌苯、9，10-二(苯基)蒽、香豆素545T等、樹狀聚合物、4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定)乙烯基]4H-吡喃(簡稱為DCJT)、4-二氰基亞甲基-2-t-丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-某基)乙烯基]-4H-吡喃(簡稱為DCJTB)、吡啶醇、2，5-二氰基-1，4-雙[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-某基)乙烯基]苯、N，N’-二甲基喹吖啶酮(簡稱為DMQd)、香豆素6、9，9’-鉍蒽基、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)、BMD、BDD、2，5-雙(1-萘基)-1，3，4-惡二唑(簡稱為BND)、BAPD、BBOT、TPQ1、TPQ2、MBDQ等。
作為可以用于有機化合物層262a及262b的其它有機化合物，可以使用聚乙炔類、聚對苯乙烯類、聚噻吩類、聚苯胺類、聚亞苯基亞乙炔類等。作為聚對苯撐乙炔類，可以舉出聚(對苯撐乙炔)[PPV]的衍生物、聚(2，5-二烷氧基-1，4-苯撐乙炔)[RO-PPV]、聚(2-(2’-乙基-己氧基)-5-甲氧基-1，4-苯撐乙炔)[MEH-PPV]、聚(2-(二烷氧基苯基)-1，4-苯撐乙炔)[ROPh-PPV]等。作為聚對苯撐類，可以舉出聚對苯撐[PPP]的衍生物、聚(2，5-二烷氧基-1，4-苯撐)[RO-PPP]、聚(2，5-二己氧基-1，4-苯撐)等。作為聚噻吩類，可以舉出聚噻吩[PT]的衍生物[PT]、聚(3-烷基噻吩)[PAT]、聚(3-己基噻吩)[PHT]、聚(3-環(huán)己基噻吩)[PCHT]、聚(3-環(huán)己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]、聚(3，4-二環(huán)己基噻吩)[PDCHT]、聚[3-(4-辛基苯基)噻吩][POPT]、聚[3-(4-辛基苯基)-2，2雙噻吩][PTOPT]等。作為聚芴類，可以舉出聚芴[PF]的衍生物、聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]、聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等。
作為可以用于有機化合物層262a及262b的其它有機化合物，可以使用PFBT、咔唑衍生物、蒽、六苯并苯、二萘嵌苯、PPCP、BPPC、Boryl Anthracene、DCM、QD、Eu(TTA)3phen等。
作為可以用于有機化合物層262a及262b的有機化合物，可以使用上述有機化合物的一種或多種。
接著，如圖11B所示，在第二導電層263上形成絕緣層264。然后，將襯底266貼合在絕緣層264表面。
優(yōu)選使用涂敷法涂敷組成物，進行干燥加熱，形成絕緣層264。作為這種絕緣層264，作為以后的剝離步驟的保護層來設置，所以，優(yōu)選采用表面凹凸少的絕緣層。這種絕緣層可以是使用涂敷法而形成的。另外，也可以在使用CVD法或濺射法等的薄膜形成方法形成之后，使用CMP法對表面進行拋光來形成絕緣層264。通過涂敷法被形成的絕緣層264是使用如下材料而形成的丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚縮醛、聚醚、聚氨酯、聚酰胺(尼龍)、呋喃樹脂、苯二酸二烯丙酯樹脂等的有機化合物、使用以硅玻璃為典型的硅氧烷聚合物類材料作為起始材料而形成的由硅、氧、氫組成的化合物中的包含Si-O-Si結合的無機硅氧烷聚合物、或以烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、氫化倍半硅氧烷聚合物、氫化烷基倍半硅氧烷聚合物為典型的結合于硅的氫被有機基如甲基或苯基取代的有機硅氧烷聚合物。另外，使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅等形成通過在使用所述薄膜形成方法形成絕緣膜之后使用CMP法拋光表面而形成的絕緣層。另外，也可以將襯底266直接貼在第二導電層263上，而不形成絕緣層264。
作為襯底266，優(yōu)選使用柔性襯底，優(yōu)選是薄而輕的襯底。典型地說，可以使用由如下材料組成的襯底PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、聚丙烯、聚丙烯硫、聚碳酸酯、聚醚亞胺、聚苯撐硫、聚苯撐氧、聚砜、聚鄰苯二酰胺等。另外，還可以使用由纖維材料構成的紙、基材膜(聚酯、聚酰胺、無機蒸發(fā)沉積膜、紙等)和粘合有機樹脂膜(丙烯酸類有機樹脂、環(huán)氧類有機樹脂等)的疊層膜等。雖然未圖示，但是在使用所述襯底的情況下，優(yōu)選在絕緣層264和襯底266之間設置粘合層，來貼合絕緣層264和襯底266。
另外，也可以使用具備因熱壓合而粘合到被處理體的粘合層的膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟乙烯、氯化乙烯等組成)作為襯底266。由加熱處理熔化設在最外表面的粘合層或設在最外層的層(不是粘合層)，施加壓力來實現(xiàn)粘合，以將這種膜粘合在被處理體上。在這種情況下，不需要在絕緣層264和襯底266之間設置粘合層。
這里，使用涂敷法涂敷包含環(huán)氧樹脂的組成物，進行干燥焙燒，形成絕緣層264。接著，通過將膜熱壓合到絕緣層264表面上，將襯底266貼合在絕緣層264上。
接著，如圖12A所示，使剝離層268和絕緣層251之間剝離。通過進行這種處理，具備存儲元件及電路部的元件形成層從襯底250被剝離，并被轉(zhuǎn)置到絕緣層264及襯底266。
此外，在本實施例中，雖然采用了如下方法，但是不局限于此在襯底和元件形成層之間形成剝離層及絕緣層，在剝離層和絕緣層之間設置金屬氧化膜，通過結晶化使該金屬氧化膜脆弱化，以剝離所述元件形成層?？梢赃m當?shù)夭捎萌缦路椒?1)在高耐熱性襯底和元件形成層之間形成包含氫的非晶硅膜，并通過激光照射或蝕刻去除所述非晶硅膜，以剝離所述元件形成層；(2)在襯底和元件形成層之間形成剝離層及絕緣層，在剝離層和絕緣層之間設置金屬氧化膜，通過結晶化使該金屬氧化膜脆弱化，在使用溶液或NF3、BrF3、ClF3等的氟化鹵氣體蝕刻并去除剝離層的一部分之后，在被脆弱化了的金屬氧化膜中進行剝離；(3)通過機械方式或通過使用溶液或NF3、BrF3、ClF3等的氟化鹵氣體蝕刻，去除形成有元件形成層的襯底。另外，還可以采用如下方法使用包含氮、氧或氫等的膜(例如包含氫的非晶硅膜、包氫合金膜、包氧合金膜等)作為剝離層，將激光照射到剝離層來使它釋放包含在剝離層內(nèi)的氮、氧或氫作為氣體，以促進在元件形成層和襯底之間的剝離。
通過組合上述剝離方法，可以更容易進行轉(zhuǎn)置步驟。換言之，也可以首先通過激光照射、使用了氣體或溶液等的剝離層蝕刻、使用了銳利的刀或手術刀等的機械除去形成剝離層和元件形成層容易剝離的狀態(tài)后，再通過物理力(起因于人的手或機械等)進行剝離。另外，上述剝離方法只是一個例子，本發(fā)明不局限于上述剝離方法。通過采用本發(fā)明，因為元件不被在剝離步驟中被施加的壓力損壞，所以，可以在良好狀態(tài)下轉(zhuǎn)置元件。
接著，如圖12B所示，在絕緣層251的表面上貼上襯底275?？梢赃m當?shù)厥褂门c襯底266同樣的襯底作為襯底275。這里，對膜進行熱壓合來將襯底275貼到絕緣層251上。
此外，也可以在將具備存儲元件的元件形成層轉(zhuǎn)置到襯底266之后，再從襯底266剝離元件形成層。例如，從作為第一襯底的襯底250剝離元件形成層，轉(zhuǎn)置到作為第二襯底的襯底266之后，轉(zhuǎn)置到作為第三襯底的襯底275，從元件形成層剝離作為第二襯底的襯底266。
本實施例所示的具備第一導電層256a、有機化合物層262a、以及第二導電層263的存儲元件265a、具備第一導電層256b、有機化合物層262b、以及第二導電層263的存儲元件265b在存儲元件內(nèi)部具有良好緊密性，因此形成在作為第一襯底的襯底250上之后被轉(zhuǎn)置到作為第二襯底的襯底266上的步驟中施加的力不導致在層界面的膜剝離等的缺陷。因此，可以以良好形狀剝離及轉(zhuǎn)置存儲元件，來制造半導體裝置。
通過采用上述制造方法，可以制造在柔性襯底上使用了有機元件的本發(fā)明的一次寫入存儲器，并且可以實現(xiàn)缺陷較少、沒有數(shù)據(jù)改寫的憂慮、且應用方式良好的本發(fā)明的一次寫入存儲器。
此外，本實施例可以與上述實施方式及實施例1至4自由地組合而實施。
實施例6在本實施例中，關于本發(fā)明的半導體裝置的一個例子，參照有機一次寫入存儲器形成在柔性襯底上的具有無線通信功能的半導體裝置的一個例子。圖13A表示本實施例的半導體裝置的俯視圖，圖13B表示在圖13A中的X-Y線切割而成的截面圖。
如圖13A所示，在襯底400上形成有作為具備存儲元件的半導體裝置的存儲元件部404、電路部421、天線431。圖13A及13B表示制造中途的狀態(tài)，其中在能夠接受制造條件的襯底400上形成有存儲元件部、電路部、以及天線。只要像實施例5那樣選擇材料及制造步驟來制造即可。
在襯底400上，中間夾著剝離層452、絕緣層453在存儲元件部404上形成晶體管441、在電路部421上形成晶體管442。在晶體管441及442上形成有絕緣層461、絕緣層454、以及絕緣層455，并在絕緣層455上形成由第一導電層457d、有機化合物層458及第二導電層459的疊層構成的存儲元件443。由用作隔壁的絕緣層460b分別分隔有機化合物層458。第一導電層457d連接于晶體管441的布線層，并且，存儲元件443電連接于晶體管441。
在圖13B所示的半導體裝置中，第二導電層459與布線層456a及導電層457c層疊并電連接于布線層456a及導電層457c。在絕緣層455上分別層疊有導電層457a和天線431a、導電層457b和天線431b、導電層457e和天線431c、以及導電層457f和天線431d。在到達形成在絕緣層455上的布線層456b的開口中與布線層456b接觸地形成導電層457e，并電連接天線和存儲元件部404及電路部421。天線431a、天線431b、天線431c、天線431d之下的導電層457a、導電層457b、導電層457e、導電層457f具有提高絕緣層455和天線431a、天線431b、天線431c、天線431d之間的緊密性的作用。在本實施例中，絕緣層455使用聚酰亞胺膜、導電層457a、457b、457e、457f使用鈦膜、天線431a、431b、431c、431d使用鋁膜。
為了分別連接第一導電層457d和晶體管441、導電層457c和布線層456a、導電層457e和布線層456b，在絕緣層455中形成開口(也被稱為接觸孔)。為與增大開口、增加導電層之間的接觸面積相比稱為低電阻，因此，在本實施例中，連接第一導電層457d和晶體管441的開口最小，其次是連接導電層457c和布線層456a的開口，最大的是連接導電層457e和布線層456b的開口。在本實施例中，將連接第一導電層457d和晶體管441的開口設定為5μm×5μm、將連接導電層457c和布線層456a的開口設定為50μm×50μm、將連接導電層457e和布線層456b的開口設定為500μm×500μm。
在本實施例中，從絕緣層460a到天線431b的距離a為500μm或更大，從第二導電層459的端部到絕緣層460a的端部的距離b為250μm或更大，從第二導電層459的端部到絕緣層460c的端部的距離c為500μm或更大，從絕緣層460c的端部到天線431c的距離d為250μm或更大。在電路部421中部分形成有絕緣層460c，并且，晶體管442也具有被絕緣層460c覆蓋的部分和不被絕緣層460c覆蓋的部分。
通過使用這種半導體裝置，可以從外部輸入部將電源電壓或信號直接輸入到存儲元件部404，由此，將數(shù)據(jù)(相當于信息)寫入到存儲元件部404，或者，從存儲元件部404中讀出數(shù)據(jù)。
另外，在不將信號直接輸入到外部輸入部的情況下，可以以天線部所接受的電波通過RF輸入部在內(nèi)部產(chǎn)生電源或信號，從存儲元件部404中讀出數(shù)據(jù)。
另外，天線可以與存儲元件部重疊設置，也可以是不重疊而設置在周圍的結構。另外，在天線與存儲元件部重疊的情況下，可以是全面重疊也可以是部分重疊。若采用天線與存儲元件部重疊的結構，可以減少起因于當天線進行通信時信號所包含的噪音等、或因電磁感應而產(chǎn)生的電動勢的變動等的影響的半導體裝置的工作缺陷，來改善可靠性。另外，也可以使半導體裝置小型化。
另外，在上述能夠進行非接觸數(shù)據(jù)輸入輸出的半導體裝置中的信號傳輸方式可以采用電磁耦合方式、電磁感應方式或微波方式等。實施者可以考慮使用用途適當?shù)剡x擇傳輸方式，并且，可以根據(jù)傳輸方式適當?shù)卦O置最合適的天線。
例如，當適當?shù)厥褂秒姶篷詈戏绞交螂姶鸥袘绞?例如13.56MHz頻帶)作為在半導體裝置中的信號傳輸方式時，利用根據(jù)磁場密度的變化的電磁感應，因此，用作天線的導電層形成為環(huán)狀(例如環(huán)形天線)或螺旋狀(例如螺線天線)。
當適當?shù)厥褂梦⒉ǚ绞?例如UHF頻帶(860至960MHz頻帶)、2.45GHz頻帶等)作為在半導體裝置中的信號傳輸方式時，可以考慮用于傳輸信號的電磁波的波長適當?shù)卦O定用作天線的導電層的長度等的形狀，例如，可以將用作天線的導電層形成為線狀(例如偶極天線)、平整的形狀(例如貼片天線)、或蝴蝶結形狀等。另外，用作天線的導電層的形狀不局限于線狀，考慮電磁波的波長也可以是曲線狀、蜿蜒形狀，或者是組合這些的形狀。
使用CVD法、濺射法、絲網(wǎng)印刷或銅板印刷等印刷法、液滴噴出法、分配器法、電鍍法等并使用導電材料形成用作天線的導電層。作為導電材料，可采用單層結構或疊層結構使用選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉭(Ta)和鉬(Mo)中的元素、或以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料來形成。
例如，當使用絲網(wǎng)印刷法形成用作天線的導電層時，可以通過選擇性地印刷如下導電膠來形成用作天線的導電層，在該導電膠中，粒徑為幾nm至幾十μm的導體粒子溶解或分散到有機樹脂中。作為導體粒子，可以使用銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、和鈦(Ti)等中的任何一種或更多的金屬粒子、鹵化銀的微粒子、或者分散性納米粒子。另外，作為導電膠包含的有機樹脂，可以使用選自用作金屬粒子的粘結劑、溶劑、分散劑和覆蓋劑的有機樹脂中的一種或多種。典型地說，可以舉出環(huán)氧樹脂、硅樹脂等的有機樹脂。另外，當形成導電層時，優(yōu)選擠出導電膠之后進行焙燒。例如，當使用以銀為主要成分的微粒子(例如粒徑1nm以上100nm以下(包含1nm和100nm))作為導電膠的材料時，通過以150～300℃的溫度范圍焙燒而使其硬化，可以獲得導電層。另外，也可以使用以焊料或不包含鉛的焊料為主要成分的微粒子，在這種情況下優(yōu)選使用粒徑20μm或更小的微粒子。焊料或不包含鉛的焊料具有一個優(yōu)點就是低成本。另外，除了上述材料以外，還可以將鐵氧體等應用于天線。
另外，當應用電磁耦合方式或電磁感應方式，并且形成具備天線的半導體裝置并使它接觸金屬膜時，優(yōu)選在所述半導體裝置和金屬膜之間設置具有磁導率的磁性材料。當形成具備天線的半導體裝置并使它接觸金屬膜時，渦電流相應磁場的變化而流過金屬膜，并且，因所述渦電流而產(chǎn)生的反磁場使磁場的變化減弱而降低通信距離。因此，通過在半導體裝置和金屬膜之間設置具有磁導率的材料，可以抑制金屬膜的渦電流和通信距離的降低。此外，作為磁性材料，可以使用磁導率高且高頻損失小的金屬膜或鐵氧體等。
另外，當設置天線時，可以在一個襯底上直接設置晶體管等的半導體元件和用作天線的導電層，或者，可以在不同襯底上分別設置半導體元件和用作天線的導電層之后，進行電連接以進行貼合。
本實施例所示的具備第一導電層457d、有機化合物層458、以及第二導電層259的存儲元件443在存儲元件內(nèi)部具有良好緊密性，因此，形成在作為第一襯底的襯底400上之后，轉(zhuǎn)置到第二襯底的步驟中施加的力不會產(chǎn)生在層界面的膜剝離等的缺陷。因此，可以以良好形狀剝離及轉(zhuǎn)置存儲元件，來制造半導體裝置。
通過采用上述制造方法，可以實現(xiàn)在柔性襯底上內(nèi)置有本發(fā)明的一次寫入存儲器的半導體裝置。這種本發(fā)明的半導體裝置例如可以用作RFID標簽。通過使用本發(fā)明的半導體裝置，可以追記數(shù)據(jù)，并可以以非接觸明確對象的履歷信息等，有助于生產(chǎn)及管理等。另外，缺陷較少，并且，數(shù)據(jù)不會被改寫，因此，可以實現(xiàn)高安全性。并且，通過形成在柔性基體上，作為RFID標簽的應用方式明顯增加。
此外，本實施例可以與上述實施方式及實施例1至4自由地組合而實施。
實施例7內(nèi)置有本發(fā)明的非易失性存儲器的半導體裝置的用途很廣，只要是通過以非接觸明確對象的履歷等的信息來有助于生產(chǎn)及管理等的商品，就可以應用。如圖14A至14H所示，本發(fā)明的半導體裝置20可以安裝在如下物品而使用例如，紙幣、硬幣、有價證券類、證書類、無記名債券類、包裝用容器類、書籍類、記錄介質(zhì)、個人用品、交通工具類、食品類、衣物類、保健用品類、日用品類、化學制品類、以及電子設備等。
紙幣和硬幣是指市場上流通的貨幣，其包括在特定區(qū)域作為像貨幣一樣通用的東西(金券)、紀念幣等。有價證券類是指支票、證券、期票等(參照圖14A)。證書類是指駕駛執(zhí)照、居住證等(參照圖14B)。無記名債券類是指郵票、米券、各種贈券等(參照圖14C)。包裝用容器類是指用于盒飯等的包裝紙、PET瓶等(參照圖14D)。書籍類是指文件、書本等(參照圖14E)。記錄介質(zhì)是指DVD軟件、錄像帶等(參照圖14F)。交通工具類是指諸如自行車等的車輛、船舶等(參照圖14G)。個人用品是指包、眼鏡等(參照圖14H)。食品類是指食料品、飲料等。衣物類是指衣服、鞋等。保健用品類是指醫(yī)療器具、健康器具等。日用品類是指家具、照明器具等?；瘜W制品類是指醫(yī)藥品、農(nóng)藥等。電子設備是指液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視裝置(電視接收機和薄型電視接收機)、便攜式電話等。
通過對紙幣、硬幣、有價證券類、證書類、無記名債券類等提供上述實施例所示的半導體裝置，可以防止仿冒。另外，通過對包裝用容器類、書籍類、記錄介質(zhì)等、個人用品、食品類、日用品類、電子設備等提供上述實施例所示的半導體裝置，可以改善商品檢查系統(tǒng)、租賃店中的系統(tǒng)等的效率。通過對交通工具類、保健用品類、化學制品類等提供上述實施例所示的半導體裝置，可以防止仿冒和偷竊，并且當用于化學制品類時，可以防止誤食藥物。作為半導體裝置的設置方法，將半導體裝置貼到物品的表面或嵌入到物品中。例如，當用于書本時，半導體裝置優(yōu)選嵌入到紙中，而當用于由有機樹脂構成的包裝時，半導體裝置優(yōu)選嵌入到該有機樹脂中。另外，在之后引起光學作用進行寫入(追記)的情況下，優(yōu)選使用透明材料形成，以可以將光照射到形成在芯片上的存儲元件的部分。并且，通過使用不能改寫已經(jīng)被寫入了的數(shù)據(jù)的存儲元件，可以有效地防止仿冒。另外，通過設置消除形成在半導體裝置中的存儲元件的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，可以解決在用戶購買商品之后的隱私等的問題。
像這樣，通過對包裝用容器類、記錄介質(zhì)、個人用品、食品類、衣物類、日用品類、電子設備等提供上述實施例所示的半導體裝置，可以改善商品檢查系統(tǒng)、租賃店中的系統(tǒng)等的效率。另外，通過對交通工具類提供上述實施例所示的半導體裝置，可以防止仿冒和偷竊。另外，通過將半導體裝置嵌入到諸如動物等的生物中，以可以容易地識別各個生物，例如通過將具備傳感器的上述實施例所示的半導體裝置嵌入到諸如家畜等的生物中，不僅可以容易管理出生年、性別、或種類等，而且還可以容易管理現(xiàn)在的體溫等的健康狀態(tài)。另外，通過將通信距離控制得較短，可以防止被第三者偷看。
如上所述，本發(fā)明的半導體裝置可以安裝到任何物品來使用。此外，本實施例可以與上述實施方式及實施例1至6自由地組合而實施。
本說明書根據(jù)2005年12月28日在日本專利局受理的日本專利申請編號2005-377260而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權利要求
1.一種非易失性存儲器，包括存儲單元陣列，包括多個第一存儲單元以及至少一個第二存儲單元；第一電路，對所述第二存儲單元分配地址；第二電路，輸出表示是否正常地將數(shù)據(jù)寫入到所述多個第一存儲單元的判定信號；以及第三電路，輸入所述判定信號，控制所述第一電路及所述第二電路；其中，所述多個第一存儲單元和所述第二存儲單元能夠被寫入一次。
2.根據(jù)權利要求
1所述的非易失性存儲器，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
3.一種半導體裝置，包括根據(jù)權利要求
1所述的非易失性存儲器，其中所述半導體裝置具有通信功能。
4.根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
5.根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置，其中所述半導體裝置形成在柔性襯底上。
6.根據(jù)權利要求
5所述的半導體裝置，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
7.一種紙幣，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
8.一種硬幣，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
9.一種有價證券，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
10.一種證書，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
11.一種無記名債券，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
12.一種包裝用容器，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
13.一種書籍，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
14.一種記錄介質(zhì)，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
15.一種交通工具，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
16.一種食品，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
17.一種衣物，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
18.一種保健用品，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
19.一種日用品，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
20.一種化學制品，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
21.一種電子設備，包括根據(jù)權利要求
3所述的半導體裝置。
22.一種非易失性存儲器，包括存儲單元陣列，包括多個第一存儲單元以及至少一個第二存儲單元；對所述第二存儲單元分配地址的寫入電路；檢驗電路，通過對被存儲在數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)和被存儲在所述多個第一存儲單元中的數(shù)據(jù)進行比較，輸出判定信號；以及時序控制電路，輸入所述判定信號，至少輸出第一控制信號、第二控制信號、第三控制信號、以及第四控制信號，其中，所述第一控制信號被輸入到所述檢驗電路，所述第二控制信號被輸入到所述寫入電路，所述多個第一存儲單元和所述第二存儲單元能夠被寫入一次。
23.根據(jù)權利要求
22所述的非易失性存儲器，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
24.一種半導體裝置，包括根據(jù)權利要求
22所述的非易失性存儲器，其中所述半導體裝置具有通信功能。
25.根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
26.根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置，其中所述半導體裝置形成在柔性襯底上。
27.根據(jù)權利要求
26所述的半導體裝置，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
28.一種紙幣，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
29.一種硬幣，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
30.一種有價證券，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
31.一種證書，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
32.一種無記名債券，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
33.一種包裝用容器，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
34.一種書籍，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
35.一種記錄介質(zhì)，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
36.一種交通工具，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
37.一種食品，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
38.一種衣物，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
39.一種保健用品，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
40.一種日用品，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
41.一種化學制品，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
42.一種電子設備，包括根據(jù)權利要求
24所述的半導體裝置。
43.一種非易失性存儲器，包括數(shù)據(jù)寄存器；第一寫入電路；讀出電路；位線驅(qū)動電路；字線驅(qū)動電路；存儲單元陣列，包括多個第一存儲單元以及至少一個第二存儲單元；第二寫入電路，對所述第二存儲單元分配地址；檢驗電路，通過對存儲在所述數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)和存儲在所述多個第一存儲單元中的數(shù)據(jù)進行比較，輸出判定信號；以及時序控制電路，輸入所述判定信號，至少輸出第一控制信號、第二控制信號、第三控制信號、以及第四控制信號，其中，所述第一控制信號被輸入到所述檢驗電路，所述第二控制信號被輸入到所述第二寫入電路，所述第三控制信號被輸入到所述第一寫入電路，所述第四控制信號被輸入到所述讀出電路，所述多個第一存儲單元和所述第二存儲單元能夠被寫入一次。
44.根據(jù)權利要求
43所述的非易失性存儲器，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
45.一種半導體裝置，包括根據(jù)權利要求
43所述的非易失性存儲器，其中所述半導體裝置具有通信功能。
46.根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
47.根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置，其中所述半導體裝置形成在柔性襯底上。
48.根據(jù)權利要求
47所述的半導體裝置，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
49.一種紙幣，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
50.一種硬幣，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
51.一種有價證券，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
52.一種證書，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
53.一種無記名債券，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
54.一種包裝用容器，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
55.一種書籍，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
56.一種記錄介質(zhì)，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
57.一種交通工具，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
58.一種食品，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
59.一種衣物，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
60.一種保健用品，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
61.一種日用品，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
62.一種化學制品，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
63.一種電子設備，包括根據(jù)權利要求
45所述的半導體裝置。
64.一種非易失性存儲器，包括數(shù)據(jù)寄存器；第一寫入電路；讀出電路；位線驅(qū)動電路；字線驅(qū)動電路；升壓電路；存儲單元陣列，包括多個第一存儲單元以及至少一個第二存儲單元；第二寫入電路，對所述第二存儲單元分配地址；檢驗電路，通過對存儲在所述數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)和存儲在所述多個第一存儲單元中的數(shù)據(jù)進行比較，輸出判定信號；以及時序控制電路，輸入所述判定信號，至少輸出第一控制信號、第二控制信號、第三控制信號、第四控制信號、以及第五控制信號，其中，所述第一控制信號被輸入到所述檢驗電路，所述第二控制信號被輸入到所述第二寫入電路，所述第三控制信號被輸入到所述第一寫入電路，所述第四控制信號被輸入到所述讀出電路，所述第五控制信號被輸入到所述升壓電路，所述多個第一存儲單元和所述第二存儲單元能夠被寫入一次。
65.根據(jù)權利要求
64所述的非易失性存儲器，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
66.一種半導體裝置，包括根據(jù)權利要求
64所述的非易失性存儲器，其中所述半導體裝置具有通信功能。
67.根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
68.根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置，其中所述半導體裝置形成在柔性襯底上。
69.根據(jù)權利要求
68所述的半導體裝置，其中所述多個第一存儲單元的每一個和所述第二存儲單元具備包括有機層的存儲元件。
70.一種紙幣，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
71.一種硬幣，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
72.一種有價證券，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
73.一種證書，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
74.一種無記名債券，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
75.一種包裝用容器，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
76.一種書籍，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
77.一種記錄介質(zhì)，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
78.一種交通工具，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
79.一種食品，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
80.一種衣物，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
81.一種保健用品，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
82.一種日用品，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
83.一種化學制品，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
84.一種電子設備，包括根據(jù)權利要求
66所述的半導體裝置。
85.一種非易失性存儲器的寫入方法，包括如下步驟將第一數(shù)據(jù)寫入到分配給第一存儲單元的地址；在將所述第一數(shù)據(jù)寫入到分配給所述第一存儲單元的所述地址之后，對被容納在所述地址中的第二數(shù)據(jù)和所述第一數(shù)據(jù)進行比較；在所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)不一致的情況下，對第二存儲單元分配所述地址；以及在對所述第二存儲單元分配所述地址之后，將所述第一數(shù)據(jù)寫入到所述第二存儲單元，其中，所述第一存儲單元和所述第二存儲單元能夠被寫入一次。
86.根據(jù)權利要求
85所述的非易失性存儲器的寫入方法，該方法還包括如下步驟在將所述第一數(shù)據(jù)寫入到分配給所述第一存儲單元的所述地址之前，將寫允許信號輸入到所述非易失性存儲器，其中，所述寫允許信號由所述非易失性存儲器的用戶聲明。
專利摘要
由于一次寫入存儲器只能夠進行一次寫入，所以，不可通過實際的寫入檢查檢出壞位。因此，不可如上所述那樣采取設置冗余電路以在修復壞位之后才出貨的措施，因而，難以提供缺陷較少的存儲器。本發(fā)明的目的在于提供一種缺陷概率大幅度降低的一次寫入存儲器。本發(fā)明的可只進行一次寫入的非易失性存儲器，包括冗余存儲單元；對所述冗余存儲單元分配地址的第一電路；輸出判定信號的第二電路，該判定信號表示是否正常地進行了寫入；所述判定信號被輸入并控制所述第一電路及所述第二電路的時序的第三電路。
文檔編號G11C29/24GK1992084SQ200610156259
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月28日
發(fā)明者加藤清 申請人:株式會社半導體能源研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan