專利名稱：存儲(chǔ)裝置以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有有機(jī)化合物的存儲(chǔ)元件、具有該存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)裝置以及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，作為認(rèn)識(shí)、鑒別事物和人的技術(shù)，正在對(duì)RFID(射頻識(shí)別系統(tǒng))進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。這種RFID被利用于防止偽造有價(jià)證券和個(gè)人識(shí)別，其用途被認(rèn)為非常廣泛。
現(xiàn)有的RFID采用由硅片形成的IC(集成電路)芯片，以形成諸如ROM和RAM之類的存儲(chǔ)電路以及CPU等控制電路(參照專利文獻(xiàn)1)。
(專利文獻(xiàn)1)日本專利特開(kāi)No.2000-20665(圖2)像這樣，在RFID中的由硅片形成的芯片是非透明的。并且，雖然為了提高抗沖擊性而有減小芯片尺寸的傾向，然而沒(méi)有對(duì)薄型化進(jìn)行研討，從而如果用于識(shí)別有價(jià)證券和個(gè)人而安裝該芯片，在很多情況下很顯眼。
對(duì)這種RFID在產(chǎn)品標(biāo)記方面的用途也正在進(jìn)行研討，而且要求可以實(shí)現(xiàn)一次性使用程度的低成本化。因此，現(xiàn)在在從一塊具有圓形狀的硅片母體得到多塊芯片的情況下制造芯片，然而對(duì)提高抽取的效率以實(shí)現(xiàn)低成本化已經(jīng)接近極限。
于是本發(fā)明的目的是提供存儲(chǔ)元件和具有該元件的存儲(chǔ)電路，其中，所述存儲(chǔ)元件通過(guò)減少制造步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。此外，本發(fā)明的另一目的是提供具有該電路的存儲(chǔ)元件和具有該存儲(chǔ)元件的半導(dǎo)體裝置。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述目的，本發(fā)明提供具有有機(jī)化合物的存儲(chǔ)元件，該有機(jī)化合物夾在電極之間，其中將與控制該存儲(chǔ)元件的半導(dǎo)體元件連接的電極，也就是源極或漏極用作該存儲(chǔ)元件的底部電極。為此，不需要用于存儲(chǔ)元件的電極，而可以減少步驟。
此外，存儲(chǔ)元件所具有的絕緣物形成在開(kāi)口中，其中所述開(kāi)口用于形成與半導(dǎo)體元件電連接的電極。為此，為了分別制作有機(jī)化合物所需的絕緣膜，所謂的分隔層就不需要形成。
再者，本發(fā)明由于采用形成在絕緣表面上的極薄的半導(dǎo)體膜，從而可以實(shí)現(xiàn)低成本化。絕緣表面指的是除了硅片以外的諸如玻璃襯底或塑料等合成樹(shù)脂襯底上的表面。
以下說(shuō)明本發(fā)明的具體方式。
本發(fā)明的存儲(chǔ)裝置包括半導(dǎo)體膜、絕緣膜、導(dǎo)電膜、絕緣物以及上部電極。所述半導(dǎo)體膜具有形成在絕緣表面上的雜質(zhì)區(qū)；所述絕緣膜與半導(dǎo)體膜接觸，并且在雜質(zhì)區(qū)上形成開(kāi)口；所述導(dǎo)電膜在開(kāi)口中形成，并且用作與雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極以及底部電極；所述絕緣物在開(kāi)口中的導(dǎo)電膜上形成；所述上部電極在絕緣物上形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方式的存儲(chǔ)裝置包括半導(dǎo)體膜、第一絕緣膜、第一導(dǎo)電膜、第二絕緣膜、第二導(dǎo)電膜、絕緣物以及上部電極。所述半導(dǎo)體膜具有形成在絕緣表面上的雜質(zhì)區(qū)；所述第一絕緣膜與半導(dǎo)體膜接觸，并且在雜質(zhì)區(qū)上形成第一開(kāi)口；所述第一導(dǎo)電膜在第一開(kāi)口中形成，并且用作與雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極；所述第二絕緣膜覆蓋導(dǎo)電膜的端部而形成，并且在雜質(zhì)區(qū)上形成第二開(kāi)口；所述第二導(dǎo)電膜與第一導(dǎo)電膜連接，并且用作底部電極；所述絕緣物在第一和第二開(kāi)口中的第二導(dǎo)電膜上形成；所述上部電極在絕緣物上形成。
在本發(fā)明中，絕緣物由依光學(xué)作用或熱作用改變其性質(zhì)并且可以使底部電極和上部電極彼此短路的材料形成。該絕緣物的膜厚度為5nm至100nm，優(yōu)選為10nm至60nm，以便依光學(xué)作用或熱作用來(lái)改變其性質(zhì)。此外，在有機(jī)化合物材料用作絕緣物的情況下，其玻璃轉(zhuǎn)移溫度為80℃至300℃，優(yōu)選為100℃至250℃。
本發(fā)明的存儲(chǔ)裝置的制造方法包括以下步驟在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜中形成雜質(zhì)區(qū)；形成絕緣膜以與半導(dǎo)體膜接觸；在絕緣膜中形成開(kāi)口，以便使雜質(zhì)區(qū)露出；在開(kāi)口中形成導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜用作與雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極以及底部電極；在導(dǎo)電膜上形成絕緣物；以及在絕緣物上形成上部電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一方式的存儲(chǔ)裝置的制造方法包括以下步驟在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜中形成雜質(zhì)區(qū)；形成絕緣膜以與半導(dǎo)體膜接觸；在絕緣膜中形成開(kāi)口，以便使雜質(zhì)區(qū)露出；在開(kāi)口中形成導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜用作與雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極以及底部電極；在導(dǎo)電膜上形成絕緣物；在絕緣物上形成上部電極；以及對(duì)導(dǎo)電膜和絕緣膜進(jìn)行表面改性。
根據(jù)本發(fā)明的另一方式的存儲(chǔ)裝置的制造方法包括以下步驟在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜中形成雜質(zhì)區(qū)；形成絕緣膜以與半導(dǎo)體膜接觸；在絕緣膜中形成開(kāi)口，以便使雜質(zhì)區(qū)露出；在開(kāi)口中形成導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜用作與雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極以及底部電極；在導(dǎo)電膜上形成絕緣物；在絕緣物上形成上部電極；以及對(duì)導(dǎo)電膜通過(guò)濺射法進(jìn)行表面改性。
如上所述，由于形成極薄的絕緣物，從而可通過(guò)進(jìn)行表面改性，提高絕緣物的粘附性。
根據(jù)本發(fā)明的另一方式的存儲(chǔ)裝置的制造方法包括以下步驟在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜中形成雜質(zhì)區(qū)；形成絕緣膜以與半導(dǎo)體膜接觸；在絕緣膜中形成開(kāi)口，以便使雜質(zhì)區(qū)露出；在開(kāi)口中形成導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜用作與雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極以及底部電極；在導(dǎo)電膜上形成絕緣物；在絕緣物上形成上部電極；以及在只對(duì)形成在開(kāi)口周圍的導(dǎo)電膜上面進(jìn)行表面改性之后，通過(guò)液滴噴射法形成絕緣物。
本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)元件和具有該元件的存儲(chǔ)電路，所述存儲(chǔ)元件由于不需要用于存儲(chǔ)的電極而減少制造步驟，以實(shí)現(xiàn)低成本化。


圖1A至1D是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的圖；圖2A和2B是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的俯視圖；圖3是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的圖；圖4是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的俯視圖；圖5A和5B是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的圖；圖6A和6B是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的圖；圖7A至7C是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的圖；圖8是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的圖；圖9是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的圖；
圖10是示出存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖11是示出寫(xiě)入電路的結(jié)構(gòu)的圖；圖12是示出讀取電路的結(jié)構(gòu)的圖；圖13A和13B是示出存儲(chǔ)元件的電路結(jié)構(gòu)的圖；圖14是示出半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖15是示出存儲(chǔ)元件的I-V特性的圖；圖16A和16B是示出存儲(chǔ)元件的制造步驟的俯視圖。
本發(fā)明的選擇圖為圖具體實(shí)施方式
下面，將參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可能通過(guò)多種不同的方式來(lái)實(shí)施，所屬領(lǐng)域的普通人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式和詳細(xì)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(yīng)該被解釋為僅限定在實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。再者，在說(shuō)明本實(shí)施方式的全部附圖中相同的符號(hào)用于相同的部分或具有相同功能的部分，省略其重復(fù)說(shuō)明。
實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，說(shuō)明存儲(chǔ)元件的制造步驟。
如圖1A所示，在具有絕緣表面的襯底100上形成基膜101。作為襯底100，可以采用諸如鋇硼硅酸鹽玻璃或鋁硼硅酸鹽玻璃等的玻璃襯底、石英襯底、或不銹(SUS)襯底等。此外，由諸如以PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)以及PES(聚醚砜)為典型的塑料或丙烯酸等的柔性合成樹(shù)脂構(gòu)成的襯底與其它襯底相比，盡管具有更低的熱阻，然而在制造步驟中當(dāng)塑料或柔性合成樹(shù)脂所構(gòu)成的襯底可以抵抗處理溫度時(shí)，可以采用塑料或柔性合成樹(shù)脂襯底。
為了防止含有在襯底100中的諸如Na等的堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散進(jìn)入到半導(dǎo)體膜中從而對(duì)半導(dǎo)體元件的特性產(chǎn)生不利影響，而提供了基膜101。因此，基膜101由諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅之類的能夠防止堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散進(jìn)入半導(dǎo)體膜中的絕緣膜構(gòu)成。
當(dāng)采用諸如玻璃襯底、不銹襯底或塑料襯底之類的含有或多或少的堿金屬或堿土金屬的襯底時(shí)，為了防止雜質(zhì)的擴(kuò)散，形成基膜是很有效的。另一方面，當(dāng)采用石英襯底等時(shí)，由于雜質(zhì)的擴(kuò)散不會(huì)造成很大的問(wèn)題，從而基膜無(wú)須形成。
接下來(lái)，在基膜101上形成非晶半導(dǎo)體膜。作為非晶半導(dǎo)體膜，除了硅以外，硅鍺也可以采用。在采用硅鍺時(shí)，鍺的濃度優(yōu)選為大約0.01至4.5原子％。在實(shí)施方式中，采用66nm的以硅為主要成分的半導(dǎo)體膜(也稱為非晶體硅膜或非晶體硅)。
接下來(lái)，使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化，以形成晶體半導(dǎo)體膜?？梢圆捎眉訜釥t、激光輻射、或燈發(fā)出的光的輻射(稱為燈退火)或者組合它們進(jìn)行結(jié)晶化。
例如，通過(guò)將金屬元素添加到非晶半導(dǎo)體膜中，并且利用加熱爐進(jìn)行熱處理以形成晶體半導(dǎo)體膜。因?yàn)榭梢栽诘蜏叵逻M(jìn)行結(jié)晶化，所以優(yōu)選添加金屬元素。在此，添加指在非晶半導(dǎo)體膜的表面上形成金屬元素，以便至少促進(jìn)非晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化。例如，所述的添加包括在非晶半導(dǎo)體膜上通過(guò)旋涂法或浸漬法之類的涂敷法來(lái)涂敷Ni溶液(包括水溶液和乙酸溶液)，以形成含有Ni的膜(但是，因?yàn)榉浅１?，也有這樣的情況，就是作為膜不能觀察到的情況)。此時(shí)為了將溶液鋪展到非晶半導(dǎo)體膜的整體表面，優(yōu)選改善非晶半導(dǎo)體膜的表面的潤(rùn)濕性。例如，可通過(guò)在氧氣氛中進(jìn)行UV光照射、熱氧化法、含羥基臭氧水或過(guò)氧化氫溶液的處理等形成1nm至5nm的氧化膜，來(lái)改善潤(rùn)濕性。
然后，以500至550℃的溫度將非晶半導(dǎo)體膜加熱2至20小時(shí)，使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化，以形成晶體半導(dǎo)體膜。此時(shí)，優(yōu)選逐漸改變加熱溫度。此外，通過(guò)低溫?zé)崽幚聿襟E，由于非晶半導(dǎo)體膜中的氫等被釋放出來(lái)，從而可以降低在結(jié)晶化步驟中的膜的粗糙度，即可以進(jìn)行所謂的除氫處理。例如，可以利用豎爐在500℃的溫度下加熱1小時(shí)之后，在550℃的溫度下進(jìn)行4小時(shí)的熱處理，以進(jìn)行結(jié)晶化。
像這樣，當(dāng)利用金屬元素進(jìn)行了結(jié)晶化時(shí)，要進(jìn)行吸氣步驟，以便將金屬元素降低或除去。例如，通過(guò)形成非晶半導(dǎo)體膜作為吸氣槽，然后加熱，可以俘獲金屬元素。
隨后，在氮?dú)夥罩性?50℃的溫度下進(jìn)行4小時(shí)的熱處理，以將金屬元素降低或除去。然后，由氫氟酸等將當(dāng)了吸氣槽的非晶半導(dǎo)體膜和氧化膜除去，以能夠得到晶體半導(dǎo)體膜，在該晶體半導(dǎo)體膜中金屬元素被降低或除去了。
進(jìn)行結(jié)晶化的另一方法有向非晶半導(dǎo)體膜照射激光(激光束)的方法。作為這種激光，可以采用Ar激光、Kr激光、受激準(zhǔn)分子激光、YAG激光、Y2O3激光、YVO4激光、YLE激光、YAIO3激光、玻璃激光、紅寶石激光、翠綠寶石激光、Ti藍(lán)寶石激光、銅蒸氣激光、或金蒸氣激光中的一種或多種。可以采用激光振蕩，其包括連續(xù)振蕩(也稱為CW激光)和脈沖振蕩(也稱為脈沖激光)。再者，激光的基波或該基波的第二高次諧波到第四高次諧波的激光可以被單獨(dú)地或組合地照射。
激光光束輪廓的形狀優(yōu)選為線狀，以便提高通過(guò)量。此外，優(yōu)選照射對(duì)半導(dǎo)體膜的入射角為θ(0°＜θ＜90°)的激光。這是因?yàn)榭梢苑乐辜す獾母蓴_。
如圖1A所示，將如上所述那樣形成的晶體半導(dǎo)體膜加工(也稱為圖案形成)為預(yù)定的形狀，以形成島狀半導(dǎo)體膜102。當(dāng)進(jìn)行圖案形成時(shí)，通過(guò)在晶體半導(dǎo)體膜上涂敷光致抗蝕劑來(lái)曝光預(yù)定的掩膜形狀，以形成掩膜。使用該掩膜，可通過(guò)干蝕法形成晶體半導(dǎo)體膜的圖案。
隨后，形成柵絕緣膜104，以便覆蓋半導(dǎo)體膜102。柵絕緣膜104可以是單層或疊層。無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料兩者都可以用作成為柵絕緣膜104的絕緣材料，例如可以采用氧化硅、氮化硅或氧氮化硅。在形成柵絕緣膜104之前，優(yōu)選由氫氟酸等洗滌島狀半導(dǎo)體膜的表面。這是因?yàn)榘雽?dǎo)體膜和柵絕緣膜的界面污染會(huì)影響到薄膜晶體管的電特性。為此，可以在將半導(dǎo)體膜和柵絕緣膜不暴露大氣中而連續(xù)形成之后，將半導(dǎo)體膜和柵絕緣膜同時(shí)圖案形成為預(yù)定的形狀。
在半導(dǎo)體膜102上形成成為柵極105的導(dǎo)電膜，其間插有柵絕緣膜104。柵極105可以是單層或疊層。此外，柵極105的端部可以具有錐形。選自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu中的元素或以所述元素為主要成分的合金材料或者化合物材料可以用作成為柵極105的導(dǎo)電膜。
柵極105用作掩膜，以自對(duì)準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)103。在形成n型薄膜晶體管時(shí)，通過(guò)摻雜磷化氫(PH3)形成添加了磷(P)的雜質(zhì)區(qū)。在形成p型薄膜晶體管時(shí)，通過(guò)摻雜乙硼烷(B2H6)形成添加了硼(B)的雜質(zhì)區(qū)。
雜質(zhì)區(qū)103可以根據(jù)雜質(zhì)濃度分為高濃度雜質(zhì)區(qū)或低濃度雜質(zhì)區(qū)。例如，在柵極105的錐形部的下面，由于雜質(zhì)元素的添加量少，從而形成低濃度雜質(zhì)區(qū)，而在沒(méi)有柵極105的區(qū)域可以形成高濃度雜質(zhì)區(qū)。柵極與雜質(zhì)區(qū)的一部分重疊的結(jié)構(gòu)稱作GOLD(柵極重疊漏極，Gate Overlapped Drain)結(jié)構(gòu)。
此外，也可以采用在柵極105的側(cè)面形成絕緣物的結(jié)構(gòu)，所謂的偏移結(jié)構(gòu)。在偏移結(jié)構(gòu)中，可以依絕緣物的寬度設(shè)定溝道形成區(qū)和雜質(zhì)區(qū)103之間的距離。
形成第一絕緣膜106，以便覆蓋柵絕緣膜104和柵極105。第一絕緣膜可以由氧化硅、氮化硅或氧氮化硅中的任一材料構(gòu)成。尤其是，因?yàn)榈谝唤^緣膜優(yōu)選為含有氫的絕緣膜，所以最好通過(guò)CVD法形成。
隨后，優(yōu)選進(jìn)行熱處理，以便使雜質(zhì)區(qū)103活性化。例如，用加熱爐在氮?dú)夥罩屑訜岬?00℃至550℃來(lái)進(jìn)行熱處理。因此，可以由來(lái)自第一絕緣膜106的氫降低半導(dǎo)體膜102的懸空鍵等。
如圖1B所示，形成第二絕緣膜108以覆蓋第一絕緣膜106。通過(guò)形成第二絕緣膜108可以改善平坦性。有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料可以用作第二絕緣膜108。作為有機(jī)材料，可以采用聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯、硅氧烷或聚硅氮烷。硅氧烷由硅(Si)和氧(O)的鍵構(gòu)成其骨架結(jié)構(gòu)，且至少含有氫的有機(jī)基(諸如烷基、芳香碳化氫)用作取代基。作為取代基，也可以采用氟代基?；蛘?，作為取代基，還可以采用至少含有氫的有機(jī)基和氟代基。通過(guò)將含有具有硅(Si)和氮(N)鍵的聚合物材料的液體材料用作開(kāi)始材料，形成聚硅氮烷。作為無(wú)機(jī)材料，可以采用氧化硅、氮化硅或氧氮化硅等。此外，第二絕緣膜108可以采用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。尤其是，當(dāng)采用有機(jī)材料形成第二絕緣膜時(shí)，改善了平坦性，然而有機(jī)材料吸收濕氣和氧氣。為了防止有機(jī)材料吸收濕氣和氧氣，優(yōu)選采用在有機(jī)材料上形成有無(wú)機(jī)材料的疊層結(jié)構(gòu)。
隨后，在柵極絕緣膜104中、第一絕緣膜106中以及第二絕緣膜108中形成開(kāi)口，即接觸孔110?？梢酝ㄟ^(guò)干蝕刻法或濕蝕刻法形成接觸孔110。只要是在形成接觸孔110時(shí)能夠使柵絕緣膜104、第一絕緣膜106以及第二絕緣膜108與半導(dǎo)體膜102獲得選擇比的腐蝕劑，就可以用于這種蝕刻法。此時(shí)，在接觸孔110周圍的第二絕緣膜108的端部?jī)?yōu)選具有圓度。由此，可以防止其次形成的導(dǎo)電膜破裂。
本發(fā)明因?yàn)槭抢迷诮佑|孔110內(nèi)部形成存儲(chǔ)元件，所以將設(shè)定接觸孔的直徑、深度以及圓錐的角度等。例如，要形成存儲(chǔ)元件一側(cè)的接觸孔110的直徑比不形成存儲(chǔ)元件一側(cè)的接觸孔的直徑設(shè)定得更大。例如，將其直徑設(shè)定為1μm至3μm。
隨后，在接觸孔110中形成成為電極109的導(dǎo)電膜。電極109可以采用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。作為導(dǎo)電膜，可以采用鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)或硅(Si)的元素或這種元素的合金。此外，氧化銦錫(ITO)、含氧化硅的氧化銦錫以及含有2至20％的氧化鋅的氧化銦等透光材料可以用作導(dǎo)電膜。這種導(dǎo)電膜通過(guò)濺射法、液滴噴射法等來(lái)形成，然后通過(guò)圖案化形成為預(yù)定的形狀而成為電極109。與雜質(zhì)區(qū)103連接的電極109用作源極或漏極，并且用作存儲(chǔ)元件的底部電極。本發(fā)明由于無(wú)須重新形成用作底部電極的導(dǎo)電膜，從而可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
圖2A示出到這兒的步驟的俯視圖。從圖2A中清楚地看到，半導(dǎo)體膜102可以被圖案形成為長(zhǎng)方形，以便確保在要形成存儲(chǔ)元件一側(cè)的接觸孔110的直徑設(shè)置為大。如圖2A所示，通過(guò)圖案形成導(dǎo)電膜，也同時(shí)形成與電極連接的布線。例如，形成柵極105的同時(shí)形成字線。來(lái)自控制電路的選擇信號(hào)輸入到該字線。形成源極和漏極的同時(shí)形成信號(hào)線。
根據(jù)上述步驟完成直到形成源極和漏極的步驟，以可以完成薄膜晶體管107。
如圖1C所示，在接觸孔110中形成構(gòu)成存儲(chǔ)元件的絕緣物112。絕緣物112的厚度為5nm至100nm，優(yōu)選為10nm至60nm。
絕緣物112可以由無(wú)機(jī)材料或有機(jī)材料形成。此外，可以采用這些材料通過(guò)汽相淀積法、旋涂法或液滴噴射法等形成絕緣物112。依光學(xué)作用或熱作用等改變其性質(zhì)的材料可以用作絕緣物112。例如，可以采用這種材料依焦耳熱所引起的溶解和絕緣擊穿等改變其性質(zhì)，以可以使用作底部電極的電極109和隨后形成的上部電極短路。
氧化硅、氮化硅或氧氮化硅等用作無(wú)機(jī)材料。即使是這種無(wú)機(jī)材料，由于通過(guò)控制其厚度來(lái)引起絕緣擊穿，從而可以使底部電極和上部電極短路。
作為有機(jī)材料，可以采用芳香族胺類(即，具有苯環(huán)-氮鍵)的化合物，諸如4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱α-NPD)、4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(簡(jiǎn)稱TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(簡(jiǎn)稱MTDATA)以及4，4’-二(N-(4-(N，N-二-m-甲苯氨基)苯基)-N-苯基氨基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱DNTPD)等、聚乙烯咔唑(簡(jiǎn)稱PVK)、酞花青染料(簡(jiǎn)稱H2Pc)以及銅酞花青染料(簡(jiǎn)稱CuPc)和酞青氧釩(簡(jiǎn)稱VOPc)等酞花青染料化合物。這些材料是具有高空穴傳輸性的物質(zhì)。
此外，作為有機(jī)化合物的材料，也可以采用由具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物等構(gòu)成的材料，諸如三(8-羥基喹啉)鋁(簡(jiǎn)稱Alq3)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡(jiǎn)稱Almq3)、二(10-羥基苯并[h]-喹啉)鈹(簡(jiǎn)稱BeBq2)、二(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鋁(簡(jiǎn)稱BAlq)等以及具有惡唑系統(tǒng)或噻唑系統(tǒng)的配位體的金屬絡(luò)合物等的材料，諸如二[2-(2-羥苯基)-苯并惡唑醇合]鋅(簡(jiǎn)稱Zn(BOX)2)和二[2-(2-羥苯基)-苯并噻唑醇合]鋅(簡(jiǎn)稱Zn(BTZ)2)等。這些材料是具有高電子傳輸性的材料。
因?yàn)樯鲜鲇袡C(jī)物依熱作用等改變其性質(zhì)，所以將玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)設(shè)定為80℃至300℃，優(yōu)選為100℃至250℃。
另外，除了金屬絡(luò)合物以外，還可以采用化合物等，諸如2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-三元胺-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(簡(jiǎn)稱PBD)、1，3-二[5-(p-三元胺-對(duì)叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(簡(jiǎn)稱OXD-7)、3-(4-三元胺-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡(jiǎn)稱TAZ)、3-(4-三元胺-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡(jiǎn)稱p-EtTAZ)、菲繞啉(bathophenanthroline)(簡(jiǎn)稱BPhen)、浴銅靈(bathocuproin)(簡(jiǎn)稱BCP)等。
作為單層結(jié)構(gòu)或與上述材料的疊層結(jié)構(gòu)中的一種，可以采用發(fā)光材料，諸如4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-enyl)4H-吡喃(簡(jiǎn)稱DCJT)、4-二氰基亞甲基-2-t-丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-enyl)4H-吡喃、吡啶醇、2，5-二氰基-1，4-二(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-enyl)苯、N，N’-二甲基喹吖啶酮(簡(jiǎn)稱DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-喹啉醇合)鋁(簡(jiǎn)稱Alq3)、9，9’-鉍蒽基、9，10-二苯基蒽(簡(jiǎn)稱DPA)或9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)稱DNA)、2，5，8，11-三-t-丁基二萘嵌苯(簡(jiǎn)稱TBP)等。
作為當(dāng)分散上述發(fā)光材料而構(gòu)成層時(shí)的母體材料，可以采用蒽衍生物、咔唑衍生物、以及金屬絡(luò)合物等；蒽衍生物有9，10-二(2-萘基)-2-三元胺-丁基蒽(簡(jiǎn)稱t-BuDNA)等；咔唑衍生物有4，4’-二(N-咔唑基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱CBP)等；金屬絡(luò)合物有二[2-(2-羥基苯基)吡啶醇]鋅(簡(jiǎn)稱Znpp2)、二[2-(2-羥基苯基)苯并惡唑]鋅(簡(jiǎn)稱ZnBOX)等。此外，還可以采用三(8-喹啉醇合)鋁(簡(jiǎn)稱Alq3)、9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)稱DNA)以及二(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚鹽-鋁(簡(jiǎn)稱BAlq)等。
另外，也可以采用使金屬氧化物與上述有機(jī)材料或發(fā)光材料同時(shí)存在的材料。金屬氧化物與上述有機(jī)材料或發(fā)光材料同時(shí)存在的材料包括將其材料混合的狀態(tài)或?qū)盈B的狀態(tài)。具體地說(shuō)，其狀態(tài)指通過(guò)使用復(fù)數(shù)蒸發(fā)源的共同沉積法形成的狀態(tài)。
在使金屬氧化物與具有高空穴傳輸性的物質(zhì)同時(shí)存在時(shí)，氧化釩、氧化鉬、氧化鈮、氧化錸、氧化鎢、氧化釕、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿或氧化鉭可以用作該金屬氧化物。
在使金屬氧化物與具有高電子傳輸性的物質(zhì)同時(shí)存在時(shí)，氧化鋰、氧化鈣、氧化鈉、氧化鉀或氧化鎂可以用作該金屬氧化物。
由于依光學(xué)作用或熱作用改變其性質(zhì)的材料可以用作絕緣物112，從而也可以采用共軛高分子，例如，在該共軛高分子中摻雜有通過(guò)吸收光來(lái)產(chǎn)生酸的化合物(光酸發(fā)生劑)。作為共軛高分子，可以采用聚乙炔類、聚對(duì)苯乙烯類、聚噻吩類、聚苯胺類以及聚對(duì)苯撐乙炔類等。此外，作為光酸發(fā)生劑，可以采用芳基锍鹽、芳基碘鹽、o-硝基芐基甲苯磺酸鹽、芳基砜酸p-硝基芐基酯、磺酰乙酰苯類以及Fe-丙二烯復(fù)合體PF6鹽等。
圖2B示出形成有該絕緣物112的狀態(tài)的俯視圖。如圖2B所示，絕緣物112可以在全部面積上形成，然而，也可以選擇性地形成在接觸孔110區(qū)域中，以便覆蓋底部電極。這是因?yàn)楸景l(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)在于將存儲(chǔ)元件形成在接觸孔110區(qū)域中，只要底部電極和上部電極沒(méi)有短路，就可以用作存儲(chǔ)元件。
在本實(shí)施方式中，雖然著眼于接觸孔110來(lái)說(shuō)明，然而也可以使用另一接觸孔形成存儲(chǔ)元件。
隨后形成成為上部電極113的導(dǎo)電膜以覆蓋絕緣物112。可以用與電極109同樣方法來(lái)形成該導(dǎo)電膜，然而不必用同一材料和同一步驟形成。上部電極113與控制電路電連接，可以由該控制電路基于絕緣物112的狀態(tài)的改變進(jìn)行存儲(chǔ)元件的寫(xiě)入操作或讀取操作。具體地說(shuō)，存儲(chǔ)元件可以具有兩種狀態(tài)，就是底部電極和上部電極沒(méi)有短路的狀態(tài)(稱為初始狀態(tài))或其兩個(gè)電極短路的狀態(tài)(稱為短路狀態(tài))。存儲(chǔ)元件根據(jù)其狀態(tài)可以具有“0”或“1”的信息。在短路狀態(tài)下，上部電極和底部電極除了在接觸孔的底部短路以外，還可以在接觸孔的側(cè)面或上面短路。在接觸孔的側(cè)面或側(cè)面和上面的邊界區(qū)，上部電極和底部電極可以容易地短路，因?yàn)樵谶@些區(qū)域當(dāng)形成絕緣物時(shí)其厚度一般形成得比較薄。
圖15示出存儲(chǔ)元件的電壓-電流特性。在初始狀態(tài)A下，只有將一定的電壓(VB)以上的電壓施加到存儲(chǔ)元件才流過(guò)電流，而在短路狀態(tài)B下，只要將微小的電壓(VAVB＜VA)施加到存儲(chǔ)元件就流過(guò)電流。根據(jù)該電壓值的差異，可以提供“0”或“1”的信息。電壓VA是在薄膜晶體管107的電壓-電流特性C與初始狀態(tài)A的交點(diǎn)的電壓值。電壓VB是在薄膜晶體管107的電壓-電流特性C與短路狀態(tài)B的交點(diǎn)的電壓值?？梢酝ㄟ^(guò)由控制電路讀取其電壓值，提供“0”或“1”的信息。在下面的實(shí)施方式中詳細(xì)說(shuō)明這些操作。
隨后，優(yōu)選如圖1D所示那樣形成鈍化膜115。鈍化膜115可以采用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)形成，并且優(yōu)選采用無(wú)機(jī)材料。尤其是，優(yōu)選采用氮化硅或氧氮化硅形成鈍化膜115。這是因?yàn)椋械慕^緣膜具有防止堿金屬侵入的效果。
當(dāng)薄膜晶體管107基于從字線輸入的選擇信號(hào)接通時(shí)，電流流過(guò)源極和漏極之間，通過(guò)該電流流過(guò)源極和漏極之間改變絕緣物112的性質(zhì)，以便使底部電極和上部電極短路。例如，依通過(guò)該電流流過(guò)源極或漏極之間而發(fā)生的焦耳熱，絕緣物112的性質(zhì)即絕緣物112的狀態(tài)改變。此外，通過(guò)該電流流過(guò)源極或漏極之間，絕緣物112中產(chǎn)生絕緣擊穿以改變其狀態(tài)?？梢岳萌缟纤龅臓顟B(tài)的改變，使底部電極和上部電極短路。
根據(jù)上述步驟，可以形成由薄膜晶體管107控制的存儲(chǔ)元件。本發(fā)明由于將存儲(chǔ)元件形成在接觸孔中，并且將源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，從而可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
上面說(shuō)明了接觸孔為圓形的情況，然而，接觸孔不限于圓形，也可以為如圖16A所示的橢圓形或如圖16B所示的長(zhǎng)方形。
實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，說(shuō)明在接觸孔中形成復(fù)數(shù)存儲(chǔ)元件的方式。
用與實(shí)施方式1同樣的方法在第二絕緣膜108中形成接觸孔110a和110b，如圖3所示。接觸孔110a和110b可以通過(guò)干蝕刻法或濕蝕刻法形成。
圖4示出在這種情況下的俯視圖。如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式示出接觸孔110a和110b的直徑、深度以及錐形的角度等為相同的方式，然而，它們不一定限于此。換句話說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)為，在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，并且將源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極。因此，接觸孔的形狀和其數(shù)量不是限定的。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，并且將源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
隨后，用與實(shí)施方式1同樣的方法來(lái)形成絕緣物112、上部電極113以及鈍化膜115。
本發(fā)明由于在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，并且將源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，因而，可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，說(shuō)明在形成絕緣物112之前對(duì)被形成表面進(jìn)行表面改性的方式。
如圖5A所示，用與實(shí)施方式1同樣的方法進(jìn)行直到形成電極109的步驟。然后對(duì)電極109和第二絕緣膜108的整體表面進(jìn)行表面改性。像這樣，為了對(duì)整體表面進(jìn)行表面改性，在氧氣氛中進(jìn)行等離子體處理(氧等離子體處理)即可。因此，如125所示的表面，可以對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行改性(這稱為表面改性)。
絕緣物112的膜厚度優(yōu)選為薄，以便使底部電極和上部電極容易短路。例如，在無(wú)機(jī)材料被用作絕緣物112的情況下，為了產(chǎn)生絕緣擊穿，將絕緣物112的膜厚度定為5nm至100nm，優(yōu)選定為10nm至60nm。因此，當(dāng)在接觸孔110中等形成絕緣物112時(shí)，尤其有在接觸孔110的端面引起破裂的憂慮。如本實(shí)施方式所述，優(yōu)選通過(guò)對(duì)要形成絕緣物112的表面進(jìn)行氧等離子體處理，來(lái)提高絕緣物112的粘附性以防止破裂。亦即，因?yàn)榭梢匀菀椎匦纬山^緣物112，所以優(yōu)選對(duì)要形成絕緣物112的表面進(jìn)行表面改性。
作為進(jìn)行上述表面改性的方法，除了進(jìn)行氧等離子體處理以外，還可以形成與絕緣物112及電極109的粘附性高的膜。這是因?yàn)橹灰翘岣呓^緣物112的粘附性的方法，就具有防止該絕緣物112破裂的效果。
此外，為了防止該破裂，優(yōu)選通過(guò)汽相淀積法形成絕緣物112。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)汽相淀積法形成的絕緣物112對(duì)接觸孔110的側(cè)面的膜形成精密度高于通過(guò)旋涂法形成的。
隨后，如圖5B所示，用與實(shí)施方式1同樣的方法來(lái)形成上部電極113和鈍化膜115。
本發(fā)明在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，將源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，因此，可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
實(shí)施方式4本實(shí)施方式說(shuō)明與上述實(shí)施方式不同的在形成絕緣物112之前選擇性地進(jìn)行表面改性的方式。
如圖6A所示，至少只在電極109上進(jìn)行表面改性。例如，形成成為電極109的導(dǎo)電膜，然后通過(guò)濺射法在該導(dǎo)電膜的表面留下痕來(lái)進(jìn)行表面改性。例如，將形成有導(dǎo)電膜的元件襯底設(shè)置在膜形成室，在導(dǎo)電膜表面留下劃痕的條件下進(jìn)行處理。例如，在壓力0.6Pa(0.6/133Torr)至1.0Pa(1/133Torr)、功率200W至400W、處理時(shí)間3分鐘至15分鐘的條件下進(jìn)行處理。隨后，通過(guò)圖案化使導(dǎo)電膜形成為預(yù)定的形狀，可以形成只有表面126被執(zhí)行表面改性的電極109。像這樣，可以由其表面被改性了的電極109確保絕緣物112的粘附性。
在本實(shí)施方式中，可以只對(duì)要形成絕緣物112的表面選擇性地進(jìn)行表面改性，這是因?yàn)橹灰诮佑|孔110中形成絕緣物112時(shí)不引起破裂就行的緣故。此外，為了防止該破裂，優(yōu)選通過(guò)汽相淀積法形成絕緣物112。通過(guò)汽相淀積法形成的絕緣物112對(duì)接觸孔110的側(cè)面的膜形成精密度高于通過(guò)旋涂法形成的。
此外，除了通過(guò)濺射法在要形成絕緣物112的表面留下痕以外，還可以采取以下方法在使表面變粗糙的條件下形成導(dǎo)電膜；在要形成導(dǎo)電膜的表面上形成凹凸，沿著該凹凸形成導(dǎo)電膜；通過(guò)干蝕刻法、消光加工法、噴砂法等來(lái)物理上地留下痕。然而，在通過(guò)濺射法形成導(dǎo)電膜時(shí)，如果在一個(gè)膜形成室內(nèi)進(jìn)行為了留下痕的濺射處理，就可以實(shí)現(xiàn)制作步驟的簡(jiǎn)便化。
隨后，如圖6B所示，用與實(shí)施方式1同樣的方法來(lái)形成上部電極113和鈍化膜115。
本發(fā)明由于在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，并且將源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，從而可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，說(shuō)明通過(guò)液滴噴射法形成絕緣物112的方式。
如圖7A所示，用與實(shí)施方式1同樣的方法將電極109形成在接觸孔110中。含有絕緣物112的材料的液滴(點(diǎn))151從預(yù)定的噴嘴150滴下到接觸孔110中。這種液滴噴射法也稱為噴墨法。作為液滴151可以只采用絕緣物112的材料，也可以采用該材料分散在溶劑中的液滴。
如實(shí)施方式3或4所示，在形成絕緣物112之前，也可以對(duì)要形成絕緣物112的表面進(jìn)行表面改性。
隨后，如圖7B所示，在接觸孔110中形成絕緣物112。此時(shí)，形成絕緣物112，以便不使電極109和隨后形成的上部電極在接觸孔110中引起短路。為此，絕緣物112無(wú)須填滿接觸孔110。此外，通過(guò)利用表面張力，可以將薄的絕緣物112形成在電極109的端部。因此，在電極109的端部，可以容易地引起與上部電極的短路。
另外，可以使電極109的端部周圍對(duì)液滴151的潤(rùn)濕性下降。因此，可以在電極109上選擇性地滴下液滴151。作為這種降低潤(rùn)濕性的方法，優(yōu)選將硅烷偶聯(lián)劑選擇性地涂敷。作為硅烷偶聯(lián)劑，可以采用具有氟代烷基的含氟硅烷偶聯(lián)劑(氟代烷基硅烷(FAS))。作為典型的FAS，有氟代烷基硅烷，諸如十七氟代四氫癸基三乙氧基硅烷、十七氟代四氫癸基三氯硅烷、十三氟代四氫辛基三氯硅烷或三氟代丙基三甲氧基硅烷等。
有一種情況是，優(yōu)選燃燒通過(guò)液滴噴射法形成的絕緣物112。特別在液滴151含有溶劑的情況下，優(yōu)選通過(guò)加熱處理除去溶劑，燃燒絕緣物112。
接下來(lái)，如圖7C所示那樣形成上部電極113。使用噴嘴152將含有上部電極113的材料的液滴(點(diǎn))153滴下，以形成上部電極113。作為通過(guò)液滴噴射法形成的上部電極113，優(yōu)選采用以下材料金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鎢(W)、鎳(Ni)、鉭(Ta)、鉍(Bi)、鉛(Pb)、銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、或鋁(Al)；由上述材料構(gòu)成的合金；上述材料的分散納米微粒；或鹵化銀細(xì)粒。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)液滴噴射法形成上部電極113，然而，本發(fā)明不限于此，也可以采用濺射法或汽相淀積法。此外，也可以采用液滴噴射法形成電極109。
有一種情況是，優(yōu)選燃燒通過(guò)液滴噴射法形成的上部電極113。特別在液滴153含有溶劑的情況下，優(yōu)選通過(guò)加熱處理除去溶劑，燃燒上部電極113。
如上所述，與光刻步驟比較起來(lái)，液滴噴射法可以提高材料的利用效率、減少成本、縮短制造時(shí)間、以及減少?gòu)U液處理量。因此，可以降低存儲(chǔ)元件的制造成本。
隨后，形成鈍化膜115。
在本發(fā)明中，由于將存儲(chǔ)元件形成在接觸孔中，并且將源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，因而可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
實(shí)施方式6在本實(shí)施方式中，說(shuō)明與上述實(shí)施方式不同的接觸孔的結(jié)構(gòu)方式。
如圖8所示，用與實(shí)施方式1同樣的方法來(lái)形成接觸孔，然后形成電極109。如上所述，形成電極109的同時(shí)也形成字線，然而也可以形成其它布線209。為了提高存儲(chǔ)元件的附加價(jià)值，需要許多布線209。在這種情況下，通過(guò)形成第三絕緣膜130，可以增加布線、接觸孔布置、存儲(chǔ)元件布置等布置面積的自由度。當(dāng)然，即使在沒(méi)有形成布線209的情況下，也可以形成第三絕緣膜130。
第三絕緣膜130可以采用與在實(shí)施方式1中所示的第二絕緣膜108相同的材料或相同的方法來(lái)形成。
在第三絕緣膜130中形成接觸孔210，并使其對(duì)應(yīng)于形成在第二絕緣膜108中的接觸孔的位置。隨后，用與實(shí)施方式1同樣的方法在接觸孔210中形成絕緣物112、上部電極113以及鈍化膜115，以完成存儲(chǔ)元件。此時(shí)，在接觸孔210周圍的第三絕緣膜130優(yōu)選在其端部具有園度。這是因?yàn)榭梢怨烙?jì)到接觸孔210比接觸孔110更有深度，所以可以預(yù)期有防止絕緣物112和上部電極113破裂的效果。
本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合。例如，可以在形成絕緣物112之前進(jìn)行表面改性，此外，還可以通過(guò)液滴噴射法形成絕緣物112和上部電極113等。
本發(fā)明由于在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，并且將源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，因而可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
實(shí)施方式7在本實(shí)施方式中，說(shuō)明非晶半導(dǎo)體膜用于薄膜晶體管的方式。
如圖9所示，使用非晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管可以適用將柵極提供在下面的底柵型。在襯底100上形成成為柵極205的導(dǎo)電膜，并且圖案形成為預(yù)定的形狀。隨后，形成成為柵極絕緣膜204的絕緣膜以覆蓋柵極205。接著，非晶半導(dǎo)體膜206和n型半導(dǎo)體膜208依此順序形成，并且圖案形成為預(yù)定的形狀。接下來(lái)，形成成為源極或漏極211的導(dǎo)電膜，并且圖案形成為預(yù)定的形狀。使用源極或漏極211來(lái)蝕刻n型半導(dǎo)體膜208。此時(shí)，同時(shí)將非晶半導(dǎo)體膜206的一部分也蝕刻。這種非晶半導(dǎo)體膜的一部分被蝕刻的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)可以稱作溝道蝕刻型。根據(jù)上述步驟，可以形成具有非晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管207。
隨后，優(yōu)選形成用作保護(hù)膜的第一絕緣膜212。在溝道蝕刻型結(jié)構(gòu)中由于非晶半導(dǎo)體膜206的一部分露出，所以優(yōu)選形成第一絕緣膜212，以防止雜質(zhì)元素和濕氣等侵入。優(yōu)選采用含有氮的絕緣膜，典型的為氮化硅來(lái)形成具有這種功能的第一絕緣膜212。
接下來(lái)，用與實(shí)施方式1同樣的方式來(lái)形成第二絕緣膜108，然后形成接觸孔110。然后，在接觸孔110內(nèi)形成電極109。在本實(shí)施方式中，電極109用作底部電極。
隨后，用與實(shí)施方式1同樣的方式來(lái)形成絕緣物112、上部電極113以及鈍化膜115。
本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合。例如，可以在形成絕緣物112之前進(jìn)行表面改性，還可以通過(guò)液滴噴射法形成絕緣物112和上部電極113等。
本發(fā)明在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，并且將電極109用作存儲(chǔ)元件的底部電極，因而，甚至不需要結(jié)晶化步驟，所以可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
實(shí)施方式8在本實(shí)施方式中，說(shuō)明具有存儲(chǔ)元件的裝置(存儲(chǔ)裝置)的結(jié)構(gòu)，其中所述存儲(chǔ)元件根據(jù)上述實(shí)施方式制造。
如圖10所示，存儲(chǔ)裝置508包括存儲(chǔ)單元陣列506和控制電路。控制電路包括列譯碼器501、行譯碼器502、讀取電路504、寫(xiě)入電路505以及選擇器503。
存儲(chǔ)單元陣列506包括位線Bm(m＝1至x)、字線Wn(n＝1至y)以及存儲(chǔ)元件507，該存儲(chǔ)元件507位于位線和字線的交點(diǎn)。根據(jù)上述實(shí)施方式來(lái)制造該存儲(chǔ)元件。由選擇器503控制位線，而由行譯碼器502控制字線。
列譯碼器501收到指定存儲(chǔ)單元陣列的列的地址信號(hào)，并給指定的列的選擇器503供應(yīng)信號(hào)選擇器503收到列譯碼器501的信號(hào)來(lái)選擇指定的列的位線。行譯碼器502收到指定存儲(chǔ)單元陣列的行的地址信號(hào)來(lái)選擇指定的行的字線。通過(guò)上述操作，選出對(duì)應(yīng)于地址信號(hào)的一個(gè)存儲(chǔ)元件507。讀取電路504讀取選出的存儲(chǔ)元件所具有的數(shù)據(jù)，優(yōu)選使它增幅而輸出。寫(xiě)入電路505通過(guò)產(chǎn)生為了寫(xiě)入所需要的電壓并且將電壓施加到選出的存儲(chǔ)元件，使存儲(chǔ)元件短路以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。
圖11示出寫(xiě)入電路505的結(jié)構(gòu)。寫(xiě)入電路505包括電壓產(chǎn)生電路701、時(shí)序控制電路702、開(kāi)關(guān)SW0和SW1以及輸出端子Pw。電壓產(chǎn)生電路701由升壓電路等構(gòu)成，產(chǎn)生為了寫(xiě)入所需要的電壓V1，并將它從輸出Pa輸出。時(shí)序控制電路702從寫(xiě)入控制信號(hào)(稱為WE)、數(shù)據(jù)信號(hào)(稱為DATA)以及時(shí)鐘信號(hào)(稱為CLK)等產(chǎn)生分別控制開(kāi)關(guān)SW0和SW1的信號(hào)S0和S1，將信號(hào)S0和S1從輸出P0和P1分別輸出。根據(jù)開(kāi)關(guān)進(jìn)入以下兩種狀態(tài)中的哪一種連接狀態(tài)，可以轉(zhuǎn)換來(lái)自寫(xiě)入電路的輸出Pw輸出電壓Vw；兩種狀態(tài)有開(kāi)關(guān)SW0與接地連接的狀態(tài)和開(kāi)關(guān)SW1與電壓產(chǎn)生電路701的輸出Pa連接的狀態(tài)。
接下來(lái)，說(shuō)明在以下條件下的寫(xiě)入操作將沒(méi)有改變存儲(chǔ)元件的導(dǎo)電性的初始狀態(tài)設(shè)定為“0”；將改變存儲(chǔ)元件的導(dǎo)電性的短路狀態(tài)設(shè)定為“1”。首先，在WE達(dá)到Hi(允許寫(xiě)入的較高電壓)時(shí)，列譯碼器501收到指定列的地址信號(hào)之后，將信號(hào)供給指定的列的選擇器503，選擇器503將指定的列的位線連接到寫(xiě)入電路的輸出Pw。沒(méi)有指定的位線處于非連接(稱為浮動(dòng))狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，寫(xiě)入電路的輸出電壓Vw為V1。同樣，行譯碼器502收到指定行的地址信號(hào)之后，將電壓V2施加到指定的行的字線，并且將電壓0V施加到?jīng)]有指定的字線。通過(guò)上述操作，選出對(duì)應(yīng)于地址信號(hào)的一個(gè)存儲(chǔ)元件507。此時(shí)，對(duì)上部電極施加了0V。
同時(shí)，電壓產(chǎn)生電路701可以通過(guò)收到Hi的WE DATA，產(chǎn)生電壓V1，將它從輸出Pa輸出。時(shí)序控制電路702可以從WE、DATA、CLK以及電源電壓(VDD)等產(chǎn)生控制開(kāi)關(guān)SW0和SW1的信號(hào)S0和S1，并將S0和S1從輸出P0和P1輸出。由該信號(hào)換轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SW0和SW1，寫(xiě)入電路505可以將電壓V1作為輸出電壓Vw從輸出Pw輸出。
在選出的存儲(chǔ)元件中，通過(guò)上述操作將電壓V2施加到字線、將電壓V1施加到位線以及將0V施加到上部電極。于是，薄膜晶體管107和207的雜質(zhì)區(qū)導(dǎo)通，對(duì)存儲(chǔ)元件的底部電極施加位線的電壓V1。因此，存儲(chǔ)元件的導(dǎo)電性改變，進(jìn)入短路狀態(tài)以寫(xiě)入“1”。
此外，WE在Lo(不允許寫(xiě)入的較低電壓)時(shí)，整個(gè)字線成為0V，并且整個(gè)位線和上部電極進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，時(shí)序控制電路分別產(chǎn)生作為信號(hào)S0和S1的Lo，并將S0和S1從輸出P0和P1輸出，以使輸出Pw進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)上述操作，阻止寫(xiě)入。
接下來(lái)，說(shuō)明寫(xiě)入“0”的操作?！?”的寫(xiě)入是一種不改變存儲(chǔ)元件的導(dǎo)電性的寫(xiě)入。這可以在不將電壓施加到存儲(chǔ)元件，亦即維持初始狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)。首先，與“1”的寫(xiě)入同樣，在WE達(dá)到Hi的情況下，列譯碼器501收到指定列的地址信號(hào)之后，給指定的列的選擇器供應(yīng)信號(hào)，以使選擇器503將指定的列的位線連接到寫(xiě)入電路的輸出Pw。此時(shí)沒(méi)有指定的位線進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。同樣，行譯碼器502收到指定行的地址信號(hào)之后將電壓V2施加到指定的行的字線，并且將0V施加到?jīng)]有指定的字線。通過(guò)上述操作，選出對(duì)應(yīng)于地址信號(hào)的一個(gè)存儲(chǔ)元件507。此時(shí)，對(duì)上部電極施加了0V。
同時(shí)收到Lo的WE DATA，時(shí)序控制電路702分別產(chǎn)生控制信號(hào)S0＝Hi和S1＝Lo，將該控制信號(hào)從輸出P0和P1分別輸出。通過(guò)收到該控制信號(hào)，SW0和SW1分別轉(zhuǎn)換為接通和關(guān)斷，以從輸出Pw將0V作為輸出電壓Vw輸出。
在選出的存儲(chǔ)單元中，通過(guò)上述操作，將V2施加到字線，并且將0V施加到位線和共同電極。于是，由于電壓不施加到存儲(chǔ)元件而不改變導(dǎo)電性，所以維持初始狀態(tài)的“0”。
當(dāng)WE在Lo時(shí)，整個(gè)字線達(dá)到0V，并且整個(gè)位線和上部電極進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)，時(shí)序控制電路產(chǎn)生作為信號(hào)S0和S1的Lo，并將S0和S1分別從輸出P0和P1輸出，以使輸出Pw進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。
像這樣，可以寫(xiě)入“1”或“0”。
接下來(lái)，說(shuō)明讀取操作。圖12示出存儲(chǔ)裝置中的一部分，該部分是為了說(shuō)明讀取所需要的部分。其他部分的結(jié)構(gòu)與圖10相同。在存儲(chǔ)裝置中的讀取電路504包括電壓產(chǎn)生電路307、讀出放大器308、電阻元件309、數(shù)據(jù)輸出電路310、以及輸入輸出端子Pr，其中從所述電阻元件309和輸入輸出端子Pr之間輸入給讀出放大器308的地點(diǎn)為α。
電壓產(chǎn)生電路307產(chǎn)生讀取操作所需要的電壓Vread及Vref，將它們分別從P1和P0輸出。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)使用低電壓，從而可以使用電源電壓(VDD)作為電壓Vread。電壓Vref比電壓Vread低，通過(guò)電源電壓和接地電壓的電阻分割而產(chǎn)生。因此，讀取電路504所包括的電壓產(chǎn)生電路307的結(jié)構(gòu)與寫(xiě)入電路505所包括的電壓產(chǎn)生電路的不同。讀出放大器308通過(guò)將點(diǎn)α的電壓和電壓Vref的大小相比來(lái)輸出其結(jié)果。數(shù)據(jù)輸出電路310被讀取控制信號(hào)(稱為RE)控制，從讀出放大器308的輸出獲得存儲(chǔ)元件所具有的數(shù)據(jù)，并增幅該數(shù)據(jù)而輸出。
接下來(lái)，說(shuō)明讀取m列n行的存儲(chǔ)元件517所具有的數(shù)據(jù)的操作。首先列譯碼器501收到指定列的地址信號(hào)之后，給m列的選擇器503供應(yīng)信號(hào)，選擇器503將m列的位線Bm連接到讀取電路504的輸入輸出端子Pr。此時(shí)，沒(méi)有指定的位線進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。同樣，行譯碼器502收到指定行的地址信號(hào)之后，將電壓Vread施加到n行的字線Wn，并將0V施加到?jīng)]有指定的字線。同時(shí)從電壓產(chǎn)生電路307的輸出P1和P2分別輸出電壓Vread和Vref，將0V施加到上部電極113。通過(guò)上述操作，進(jìn)入將電壓Vread施加到電阻元件309和存儲(chǔ)元件517的串聯(lián)電阻的狀態(tài)，點(diǎn)α的電壓為由電阻元件309和存儲(chǔ)元件517這兩個(gè)元件具有的電阻分割的電壓值。
在此，為了說(shuō)明點(diǎn)α可能取得的電壓而再次參照?qǐng)D15。點(diǎn)α可能取得的電壓相當(dāng)于作為橫軸的電壓值。在圖15中，特性A表示寫(xiě)入“1”的存儲(chǔ)元件的I-V特性，特性B表示寫(xiě)入“0”的存儲(chǔ)元件的I-V特性，以及特性C表示薄膜晶體管的I-V特性。寫(xiě)入“1”的存儲(chǔ)元件的特性A，因?yàn)樯喜侩姌O與底部電極短路、存儲(chǔ)元件的電阻較小，所以即使點(diǎn)α的電壓小，電流值也迅速地增大。另一方面，寫(xiě)入“0”的存儲(chǔ)元件的特性B由于存儲(chǔ)元件呈現(xiàn)出二極管特性，從而當(dāng)點(diǎn)α的電壓上升到某個(gè)電壓以上時(shí)電流值才開(kāi)始增大。薄膜晶體管的特性C由于點(diǎn)α的電壓上升時(shí)電流值減少，點(diǎn)α的電壓在Vread時(shí)電流值為0。
從圖15中可以看到點(diǎn)α可能取得的電壓為如下向存儲(chǔ)元件中寫(xiě)入“1”時(shí)，電壓VA為點(diǎn)α的電壓，該電壓VA是執(zhí)行了寫(xiě)入“1”的存儲(chǔ)元件的I-V特性A和薄膜晶體管的I-V特性C的交點(diǎn)A的電壓；在向存儲(chǔ)元件中寫(xiě)入“0”時(shí)，電壓VB為點(diǎn)α的電壓，該電壓VB是執(zhí)行了寫(xiě)入“0”的存儲(chǔ)元件的I-V特性B和薄膜晶體管的I-V特性C的交點(diǎn)B的電壓。
此外，讀出放大器308具有將點(diǎn)α的電壓與Vref的大小相比的功能。在此，電壓Vref是大于電壓VA并且小于電壓VB的電壓，優(yōu)選為(VA+VB)/2。通過(guò)這樣設(shè)定電壓可以了解如下寫(xiě)入操作在由讀出放大器308判斷出點(diǎn)α的電壓小于Vref的情況下，點(diǎn)α的電壓被判斷為電壓VA以在存儲(chǔ)元件中寫(xiě)入“1”；相反，在由讀出放大器308判斷出點(diǎn)α的電壓大于Vref的情況下，點(diǎn)α的電壓被判斷為電壓VB以在存儲(chǔ)元件中寫(xiě)入“0”。
在點(diǎn)α的電壓小于Vref的情況下，讀出放大器308將表示“1”的信號(hào)輸出，而在點(diǎn)α的電壓大于Vref的情況下，讀出放大器308將表示“0”的信號(hào)輸出。數(shù)據(jù)輸出電路310具有一種功能，就是基于從外部輸入的控制信號(hào)RE，從讀出放大器308的輸出信號(hào)讀取數(shù)據(jù)，并且增幅該數(shù)據(jù)而輸出。通過(guò)上述操作，可以進(jìn)行讀取操作。
在本實(shí)施方式中，將存儲(chǔ)元件的電阻值置換為電壓的大小來(lái)讀取，然而，本發(fā)明不限于此。例如，可以采用將存儲(chǔ)元件的電阻值置換為電流的大小來(lái)讀取的方法或預(yù)先充電位線的方法。
具有存儲(chǔ)單元陣列506、列譯碼器501、行譯碼器502、讀取電路504、寫(xiě)入電路505、以及選擇器503的控制電路可以使用形成在同一襯底上的晶體管形成。例如，可以使用形成在玻璃襯底上的薄膜晶體管形成存儲(chǔ)單元陣列和控制電路。此外，可以使用由硅片構(gòu)成的集成電路(以下稱為IC芯片)形成控制電路，在這種情況下優(yōu)選將IC芯片安裝在形成有存儲(chǔ)單元陣列的襯底上。尤其是，當(dāng)使用包括非晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管形成存儲(chǔ)單元陣列時(shí)，優(yōu)選由IC芯片形成控制電路。
實(shí)施方式9在本實(shí)施方式中，說(shuō)明具有存儲(chǔ)元件的電路的結(jié)構(gòu)。
如圖13A所示，具有存儲(chǔ)元件的電路中的一個(gè)單元具有晶體管401和存儲(chǔ)元件402。在晶體管401中柵極與字線Wn連接，源極或漏極的一方與位線Bm連接，源極或漏極的另一方與存儲(chǔ)元件402連接。晶體管401可以采用如上述實(shí)施方式中所示的薄膜晶體管107和207，其中成為源極或漏極的另一方的導(dǎo)電膜用作存儲(chǔ)元件402的底部電極。存儲(chǔ)元件402如上所述那樣具有在底部電極上將絕緣物和上部電極依此順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)元件402的上部電極403可被通用作每個(gè)單元的存儲(chǔ)元件的上部電極，在存儲(chǔ)裝置寫(xiě)入、讀取時(shí)將固定的電壓施加到上部電極403。
有可能被晶體管401選擇出的存儲(chǔ)元件402可以具有初始狀態(tài)或短路狀態(tài)的兩種狀態(tài)，可根據(jù)其狀態(tài)表示“0”或“1”。
像這樣，存儲(chǔ)元件402可以具有絕緣物，該絕緣物在施加電壓的前后呈現(xiàn)出不同的二極管特性。因此，如圖13B所示，可以使用存儲(chǔ)元件412連接于二極管元件411的單元而構(gòu)成存儲(chǔ)電路。二極管元件411由于可以采用晶體管中的源極或漏極之一與柵極連接的結(jié)構(gòu)，從而，成為源極或漏極的另一方的導(dǎo)電膜可以用作存儲(chǔ)元件402的底部電極。
本發(fā)明由于在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，因而，可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化。
實(shí)施方式10在本實(shí)施方式中描述以無(wú)線收發(fā)信息的半導(dǎo)體裝置，即所謂的RFID的方式，該半導(dǎo)體裝置包括存儲(chǔ)裝置、控制電路以及天線。
圖14示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體裝置601包括包括天線和諧振電容的諧振電路602、電源電路603、時(shí)鐘產(chǎn)生電路604、解調(diào)電路605、控制電路606、存儲(chǔ)裝置607、編碼電路608以及調(diào)制電路609。半導(dǎo)體裝置不限于上述結(jié)構(gòu)，也有可能包括中央處理器(CPU)和擁塞控制電路等。此外，半導(dǎo)體裝置601不限于具有天線的結(jié)構(gòu)，也可以只包括連接天線的布線。在這種情況下，半導(dǎo)體裝置是一種接觸型的半導(dǎo)體裝置，當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體裝置收發(fā)信息時(shí)將附加天線與布線連接而使用。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置601由于包括具有天線的諧振電路602，因而，可通過(guò)從讀寫(xiě)裝置610所發(fā)出的電磁波接受電力供給來(lái)與讀寫(xiě)裝置610無(wú)線地收發(fā)信息。讀寫(xiě)裝置610經(jīng)由通信線路611與電腦612連接，在該電腦612的控制下，給半導(dǎo)體裝置601供給電力并且與半導(dǎo)體裝置601進(jìn)行信息的收發(fā)。
諧振電路602接收讀寫(xiě)裝置610所發(fā)出的電磁波來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。該感應(yīng)電壓成為半導(dǎo)體裝置601的電力，并且含有從讀寫(xiě)裝置610發(fā)送的信息。電源電路603用二極管將發(fā)生在諧振電路602中的感應(yīng)電壓整流，用電容使它穩(wěn)定，并將它供給給每個(gè)電路。時(shí)鐘產(chǎn)生電路604根據(jù)發(fā)生在諧振電路602中的感應(yīng)電壓，產(chǎn)生具有所需頻率的時(shí)鐘信號(hào)。解調(diào)電路605根據(jù)發(fā)生在諧振電路602中的感應(yīng)電壓解調(diào)數(shù)據(jù)?？刂齐娐?06控制存儲(chǔ)裝置607。因此，控制電路606產(chǎn)生存儲(chǔ)控制信號(hào)，并且還包括讀取來(lái)自讀寫(xiě)裝置610的數(shù)據(jù)的信息判斷電路等。存儲(chǔ)裝置607包括寫(xiě)入電路和讀取電路等。此外，存儲(chǔ)裝置607保存半導(dǎo)體裝置601特有的數(shù)據(jù)。在此，用如上述實(shí)施方式中所述的方式來(lái)形成存儲(chǔ)裝置607。編碼電路608將存儲(chǔ)裝置607所具有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成編碼信號(hào)。調(diào)制電路609基于編碼信號(hào)來(lái)調(diào)制載波。
在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了半導(dǎo)體裝置601從讀寫(xiě)裝置610接受電力供給的示例，然而，本發(fā)明不限于此方式。例如，半導(dǎo)體裝置601在其內(nèi)部具有電池等，由該電池接受電力供給，以與讀寫(xiě)裝置無(wú)線地進(jìn)行信息的收發(fā)也是可以的。
通過(guò)將復(fù)數(shù)級(jí)的電壓連續(xù)施加到存儲(chǔ)元件，即使是尺寸較小的存儲(chǔ)元件也可以低電壓、短電壓施加時(shí)間來(lái)改變導(dǎo)電性。此外，本發(fā)明可以使寫(xiě)入時(shí)的消費(fèi)電流減少、使消費(fèi)電流最大的時(shí)間變短，因而可以實(shí)現(xiàn)寫(xiě)入電路所具有的電壓產(chǎn)生電路的小型化和半導(dǎo)體裝置的小型化。如果將高脈沖電壓施加到存儲(chǔ)元件，則導(dǎo)電性的變化量產(chǎn)生不均勻，從而使半導(dǎo)體裝置的可靠性降低。然而，如本發(fā)明那樣，通過(guò)連續(xù)地施加復(fù)數(shù)級(jí)的電壓，使存儲(chǔ)元件的導(dǎo)電性的變化量固定，從而可以提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。再者，本發(fā)明由于使用有機(jī)化合物作為存儲(chǔ)元件的材料，所以可以以低溫程序在大尺寸的玻璃襯底和柔性襯底上制造存儲(chǔ)元件，以便可以提供價(jià)格低廉的半導(dǎo)體裝置。
本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合而實(shí)施。
本發(fā)明由于在接觸孔中形成存儲(chǔ)元件，源極或漏極用作存儲(chǔ)元件的底部電極，從而，可以減少制作步驟以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的低成本化。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)裝置，包括具有形成在絕緣表面上的雜質(zhì)區(qū)的半導(dǎo)體膜；與所述半導(dǎo)體膜連接，并且在所述雜質(zhì)區(qū)上形成有開(kāi)口的絕緣膜；形成在所述開(kāi)口中的用作與所述雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極的導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜用作底部電極；在所述開(kāi)口中的形成在所述導(dǎo)電膜上的絕緣物；以及形成在所述絕緣物上的上部電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述裝置，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且含有選自氧化硅、氮化硅和氧氮化硅中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的所述裝置，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且包括選自4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三本胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三本胺、4，4’-二[N-{4-(N，N-二-m-三本胺)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯、聚乙烯咔唑、酞花青染料、銅酞花青染料以及酞菁氧釩中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的所述裝置，其中多個(gè)開(kāi)口部分形成在所述雜質(zhì)區(qū)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的所述裝置，其中所述半導(dǎo)體膜具有晶體結(jié)構(gòu)或非晶體結(jié)構(gòu)。
6.一種存儲(chǔ)裝置，包括具有形成在絕緣表面上的雜質(zhì)區(qū)的半導(dǎo)體膜；與所述半導(dǎo)體膜連接，并且在所述雜質(zhì)區(qū)上形成第一開(kāi)口的第一絕緣膜；形成在所述第一開(kāi)口中，并且用作與所述雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極的第一導(dǎo)電膜；覆蓋所述第一導(dǎo)電膜的端部而形成，并且在所述雜質(zhì)區(qū)上形成第二開(kāi)口的第二絕緣膜；與所述第一導(dǎo)電膜連接，并且用作底部電極的第二導(dǎo)電膜；在所述第一、第二開(kāi)口中，形成在所述第二導(dǎo)電膜上的絕緣物；以及形成在所述絕緣物上的上部電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的所述裝置，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且含有選自氧化硅、氮化硅、或者氧氮化硅中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的所述裝置，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且包括選自4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三本胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三本胺、4，4’-二[N-{4-(N，N-二-m-三本胺)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯、聚乙烯咔唑、酞花青染料、銅酞花青染料或者酞菁氧釩中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中多個(gè)開(kāi)口部分形成在所述雜質(zhì)區(qū)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的所述裝置，其中所述半導(dǎo)體膜具有晶體結(jié)構(gòu)或非晶體結(jié)構(gòu)。
11.一種存儲(chǔ)裝置的制造方法，包括以下步驟在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜中形成雜質(zhì)區(qū)；與所述半導(dǎo)體膜接觸而形成絕緣膜；在所述絕緣膜中形成開(kāi)口，以便使所述雜質(zhì)區(qū)露出；在所述開(kāi)口中形成用作與所述雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極的導(dǎo)電膜，并且該導(dǎo)電膜用作底部電極；在所述導(dǎo)電膜上形成絕緣物；以及在所述絕緣物上形成上部電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的所述方法，其中所述半導(dǎo)體膜具有晶體結(jié)構(gòu)或非晶體結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的所述方法，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且含有選自氧化硅、氮化硅和氧氮化硅中的一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的所述方法，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且包括選自4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三本胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三本胺、4，4’-二[N-{4-(N，N-二-m-三本胺)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯、聚乙烯咔唑、酞花青染料、銅酞花青染料或者酞菁氧釩中的一種。
15.一種存儲(chǔ)裝置的制造方法，包括以下步驟在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜中形成雜質(zhì)區(qū)；與所述半導(dǎo)體膜接觸而形成絕緣膜；在所述絕緣膜中形成開(kāi)口，以便使所述雜質(zhì)區(qū)露出；在所述開(kāi)口中形成用作與所述雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極的導(dǎo)電膜，并且該導(dǎo)電膜用作底部電極；在所述導(dǎo)電膜上形成絕緣物；在所述絕緣物上形成上部電極；以及對(duì)所述導(dǎo)電膜和所述絕緣膜進(jìn)行表面改性。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的所述方法，其中所述半導(dǎo)體膜具有晶體結(jié)構(gòu)或非晶體結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的所述方法，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且含有選自氧化硅、氮化硅和氧氮化硅中的一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的所述方法，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且包括選自4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三本胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三本胺、4，4’-二[N-{4-(N，N-二-m-三本胺)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯、聚乙烯咔唑、酞花青染料、銅酞花青染料或者酞菁氧釩中的一種。
19.一種存儲(chǔ)裝置的制造方法，包括以下步驟在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜中形成雜質(zhì)區(qū)；與所述半導(dǎo)體膜連接而形成絕緣膜；在所述絕緣膜中形成開(kāi)口，以便使所述雜質(zhì)區(qū)露出；在所述開(kāi)口中形成用作與所述雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極的導(dǎo)電膜，并且該導(dǎo)電膜用作底部電極；在所述導(dǎo)電膜上形成絕緣物；在所述絕緣物上形成上部電極；以及對(duì)所述上部電極通過(guò)濺射法來(lái)進(jìn)行表面改性。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的所述方法，其中所述半導(dǎo)體膜具有晶體結(jié)構(gòu)或非晶體結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的所述方法，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且含有選自氧化硅、氮化硅和氧氮化硅中的一種。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的所述方法，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且包括選自4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三本胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三本胺、4，4’-二[N-{4-(N，N-二-m-三本胺)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯、聚乙烯咔唑、酞花青染料、銅酞花青染料或者酞菁氧釩中的一種。
23.一種存儲(chǔ)裝置的制造方法，包括以下步驟在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜中形成雜質(zhì)區(qū)；與所述半導(dǎo)體膜連接而形成絕緣膜；在所述絕緣膜中形成開(kāi)口，以便使所述雜質(zhì)區(qū)露出；在所述開(kāi)口中形成用作與所述雜質(zhì)區(qū)電連接的源極或漏極的導(dǎo)電膜，并且該導(dǎo)電膜用作底部電極；在所述導(dǎo)電膜上形成絕緣物；在所述絕緣物上形成上部電極；以及在對(duì)形成在所述開(kāi)口周圍的所述導(dǎo)電膜上面進(jìn)行表面改性之后通過(guò)液滴噴出法形成所述絕緣物。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的所述方法，其中所述半導(dǎo)體膜具有晶體結(jié)構(gòu)或非晶體結(jié)構(gòu)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的所述方法，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且含有選自氧化硅、氮化硅和氧氮化硅中的一種。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的所述方法，其中所述絕緣物依光學(xué)作用或熱作用而改變其性質(zhì)且可以使所述底部電極和所述上部電極彼此短路，并且包括選自4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三本胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三本胺、4，4’-二[N-{4-(N，N-二-m-三本胺)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯、聚乙烯咔唑、酞花青染料、銅酞花青染料或者酞菁氧釩中的一種。
全文摘要
本發(fā)明的目的是在安裝在以RFID為典型的半導(dǎo)體裝置中的存儲(chǔ)元件中，提供減少制造步驟以實(shí)現(xiàn)低成本化的存儲(chǔ)元件和具有該存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)電路。本發(fā)明是具有有機(jī)化合物的存儲(chǔ)元件，該有機(jī)化合物夾在電極之間，其中，將與控制該存儲(chǔ)元件的半導(dǎo)體元件連接的電極用作該存儲(chǔ)元件的電極。此外，由于將形成在絕緣表面上的極薄的半導(dǎo)體膜用作該存儲(chǔ)元件，從而，可以實(shí)現(xiàn)低成本化。
文檔編號(hào)H01L21/8239GK1828903SQ20061000697
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者淺見(jiàn)良信 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所