JP2001273778A - Memory device, manufacturing method thereof, and memory device recording method - Google Patents
Memory device, manufacturing method thereof, and memory device recording methodInfo
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- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多様な記録パターンの不揮発性メモリデバイ
スを、安価、容易、かつ短期間に製造可能であって、更
にユーザサイドで自由に書込み処理を行うことができる
メモリデバイスの製造技術を提供する。
【解決手段】 上下線状電極の交差位置にメモリセルが
形成される単純マトリクス構造を採用する。上下線状電
極に挟まれるメモリ材料層を、外部から与えられるエネ
ルギーに応じてインピーダンスが変化する材料を用いて
形成する。記録すべき情報に従って、所定のメモリセル
位置のメモリ材料層に選択的にエネルギーを照射する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-volatile memory device having various recording patterns, which can be manufactured at low cost, easily and in a short period of time, and in which a user can freely perform a writing process. Provide manufacturing technology. SOLUTION: A simple matrix structure in which memory cells are formed at intersections of upper and lower linear electrodes is adopted. The memory material layer sandwiched between the upper and lower linear electrodes is formed using a material whose impedance changes in accordance with externally applied energy. According to the information to be recorded, the memory material layer at a predetermined memory cell position is selectively irradiated with energy.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はメモリデバイスに係
り、特に単純マトリクス構造のメモリデバイスに関す
る。The present invention relates to a memory device, and more particularly, to a memory device having a simple matrix structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】不揮発性のメモリデバイスとして半導体
ＲＯＭ（リードオンリーメモリー）が知られている。か
かる半導体ＲＯＭの内容は、ユーザによる変更はできな
い固定的なパターンとして、メモリデバイスを生産する
時に書き込まれるのが通常である。図５は半導体ＲＯＭ
に対する、ダイオードを用いた等価回路図の一例であ
る。Ｘ方向線状電極とＹ方向線状電極の交差部にメモリ
セルが形成される単純マトリクス構造となっており、ダ
イオードによりＸ方向線状電極とＹ方向線状電極が接続
されているか接続されていないかで、各メモリセルにつ
いて２値状態が記憶される構造となっている。2. Description of the Related Art A semiconductor ROM (Read Only Memory) is known as a nonvolatile memory device. The contents of the semiconductor ROM are usually written as a fixed pattern that cannot be changed by a user when a memory device is manufactured. Figure 5 shows a semiconductor ROM
FIG. 3 is an example of an equivalent circuit diagram using a diode with respect to FIG. It has a simple matrix structure in which memory cells are formed at the intersections of the X-direction linear electrodes and the Y-direction linear electrodes, and the X-direction linear electrodes and the Y-direction linear electrodes are connected or connected by diodes. , The binary state is stored for each memory cell.
【０００３】図６に、半導体ＲＯＭの断面構造の一例を
模式的に示す。半導体層３０２を挟んでＸ方向線状電極
３００とＹ方向線状電極３０１が形成されてており、絶
縁膜３１２の有無により２値状態が記憶される構成とな
っている。例えば、メモリセル３１０は図５においてダ
イオードにより接続されている箇所に相当し、メモリセ
ル３１１は接続されていない箇所に相当する。FIG. 6 schematically shows an example of a sectional structure of a semiconductor ROM. An X-direction linear electrode 300 and a Y-direction linear electrode 301 are formed with a semiconductor layer 302 interposed therebetween, and a binary state is stored depending on the presence or absence of the insulating film 312. For example, the memory cell 310 corresponds to a location connected by a diode in FIG. 5, and the memory cell 311 corresponds to a location not connected.
【０００４】従来の半導体ＲＯＭの生産過程において
は、記録パターン（半導体ＲＯＭに書き込むパターン）
に従ってフォトマスクを製造し、これを用いてフォトレ
ジスト層を選択的に露光し、絶縁膜層を選択的にエッチ
ングすることにより、固定的なパターンを書き込んでい
た。In a conventional semiconductor ROM production process, a recording pattern (a pattern to be written in a semiconductor ROM) is used.
And a photoresist pattern is selectively exposed to light and the insulating film layer is selectively etched to write a fixed pattern.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにフォトマスクを用いて半導体ＲＯＭの記憶パター
ンを書き込む手法では次のような問題があった。一つ
は、フォトマスクは製造原価が１枚数百から数千万円と
非常に高額であるため、それを用いて製造する半導体Ｒ
ＯＭの価格も非常に高額になってしまう点である。二つ
めは、フォトマスクのマスクパターンは一度形成される
と変更できないため、記憶パターンごとにフォトマスク
を製造しなければならないという点である。そのため、
コストの面から、記録パターンの変更を容易に行えない
という問題があった。三つめは、フォトマスクの製造か
ら絶縁層のエッチングを含む一連の製造工程にだいたい
２〜３週間程度かかってしまい、短期間での製造が困難
な点である。四つめは、大規模な装置が必要となるため
工場等において書き込み処理を行わざるを得ず、ユーザ
サイドにおいて自由に書き込み処理を行うことができな
い点である。However, the conventional technique of writing a storage pattern of a semiconductor ROM using a photomask has the following problems. One is that photomasks are very expensive, with production costs of several hundred to several tens of millions of yen.
The point is that the price of the OM becomes very high. Second, since the mask pattern of the photomask cannot be changed once formed, a photomask must be manufactured for each storage pattern. for that reason,
There was a problem that the recording pattern could not be easily changed in terms of cost. The third point is that a series of manufacturing steps including the etching of the insulating layer from the manufacturing of the photomask takes about two to three weeks, and it is difficult to manufacture in a short period of time. Fourth, since a large-scale device is required, the writing process must be performed in a factory or the like, and the writing process cannot be freely performed on the user side.
【０００６】一方、読み出し動作の安定性等といったメ
モリー特性の観点からは半導体層の膜厚がサブミクロン
オーダで均一化されていることが重要であるが、従来の
構成では、絶縁膜の有無に起因して半導体層の膜厚が不
均一となってしまうという問題もあった。On the other hand, from the viewpoint of memory characteristics such as the stability of the read operation, it is important that the thickness of the semiconductor layer is uniform on the order of submicrons. As a result, there is also a problem that the thickness of the semiconductor layer becomes uneven.
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解消
すべく創案されたもので、多様な記録パターンの不揮発
性メモリデバイスを、安価かつ容易に、更に短期間に製
造することのできる製造技術を提供することを目的とす
る。また、ユーザサイドで自由に書込み処理を行うこと
ができるメモリデバイスの製造技術を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem. A nonvolatile memory device having various recording patterns can be manufactured at low cost, easily, and in a short time. It aims to provide technology. It is another object of the present invention to provide a memory device manufacturing technique that allows a user to freely perform a writing process.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のメモリデバイス
の製造方法は、上下線状電極の交差位置にメモリセルが
形成される単純マトリクス構造のメモリデバイスの製造
方法であって、上下線状電極に挟まれるメモリ材料層
を、外部から与えられるエネルギーに応じてインピーダ
ンスが変化する材料を用いて形成する工程を備えたこと
を特徴とする。前記インピーダンスが変化する材料とし
ては、有機材料、例えばポリアニリンを主体とする材料
を用いることができる。また、前記エネルギーとして
は、光エネルギーを用いることができる。かかる構成に
よれば、外部からの与えるエネルギーの照射位置、照射
量を制御することにより、容易に種々の記録パターンを
書き込むことのできるメモリデバイスを製造することが
できる。A method of manufacturing a memory device according to the present invention is a method of manufacturing a memory device having a simple matrix structure in which memory cells are formed at intersections of upper and lower linear electrodes. A step of forming a memory material layer sandwiched between the layers by using a material whose impedance changes according to externally applied energy. As the material whose impedance changes, an organic material, for example, a material mainly composed of polyaniline can be used. Light energy can be used as the energy. According to this configuration, it is possible to manufacture a memory device in which various recording patterns can be easily written by controlling the irradiation position and irradiation amount of energy given from the outside.
【０００９】上記製造方法において、更に、記録すべき
情報に従って、所定のメモリセル位置のメモリ材料層に
選択的にエネルギーを照射する工程を備えることによ
り、記録パターンが書き込まれたメモリデバイスを製造
することができる。The above manufacturing method further includes a step of selectively irradiating energy to a memory material layer at a predetermined memory cell position according to information to be recorded, thereby manufacturing a memory device in which a recording pattern is written. be able to.
【００１０】前記エネルギーを照射する工程は、所定の
メモリセル位置に対応するメモリ材料層に対し、当該メ
モリ材料層のインピーダンス値が、ｎ値の状態（ｎ＝
２、もしくはｎ＞２）に対応して予め設定された所定範
囲のうち、記録すべき情報に対応する前記所定範囲に含
まれるように、選択的にエネルギーを照射する工程であ
ることをが望ましい。これにより、メモリセルあたりｎ
値の状態を記憶することのできる多値メモリデバイスを
製造することができる。[0010] In the step of irradiating the energy, the impedance value of the memory material layer corresponding to the predetermined memory cell position is set to an n value (n =
2 or n> 2), preferably, a step of selectively irradiating energy so as to be included in the predetermined range corresponding to information to be recorded, among predetermined ranges set in advance corresponding to (n> 2). . Thereby, n per memory cell
A multi-valued memory device capable of storing a value state can be manufactured.
【００１１】本発明のメモリデバイスは、上下線状電極
の交差位置にメモリセルが形成される単純マトリクス構
造のメモリデバイスであって、上下線状電極に挟まれる
メモリ材料層が、外部から与えられるエネルギーに応じ
てインピーダンスが変化する材料を用いて形成されてい
ることを特徴とする。前記インピーダンスが変化する材
料としては、有機材料、例えばポリアニリンを主体とす
る材料等を用いることができる。前記エネルギーとして
は、光エネルギーを用いることができる。かかる構成に
よれば、外部からの与えるエネルギーの照射位置、照射
量を制御することにより、容易に種々の記録パターンを
書き込むことのできるメモリデバイスを実現することが
できる。The memory device of the present invention is a memory device having a simple matrix structure in which memory cells are formed at intersections of upper and lower linear electrodes, and a memory material layer sandwiched between the upper and lower linear electrodes is provided from the outside. It is characterized by being formed using a material whose impedance changes according to energy. As the material whose impedance changes, an organic material such as a material mainly composed of polyaniline can be used. Light energy can be used as the energy. According to such a configuration, by controlling the irradiation position and irradiation amount of energy given from the outside, it is possible to realize a memory device in which various recording patterns can be easily written.
【００１２】上記メモリデバイスは、記録パターンが書
き込まれた状態では、各メモリセル位置に対応するメモ
リ材料層が、メモリセルが記憶する状態に応じたインピ
ーダンス値を有している。In the above-mentioned memory device, when the recording pattern is written, the memory material layer corresponding to each memory cell position has an impedance value corresponding to the state in which the memory cell stores.
【００１３】前記インピーダンス値は、ｎ値の状態（ｎ
＝２、もしくはｎ＞２）に対応して予め設定された所定
範囲のうち、メモリセルが記憶する状態に応じた前記所
定範囲に含まれていることが望ましい。これにより、メ
モリセルあたりｎ値の状態を記憶することのできる多値
メモリデバイスを実現できる。The impedance value is in an n-value state (n
= 2, or n> 2), it is desirable that the predetermined range is included in the predetermined range corresponding to the state stored in the memory cell. Thus, a multi-valued memory device capable of storing an n-value state per memory cell can be realized.
【００１４】本発明のメモリデバイス記録方法は、本発
明のメモリデバイスに対し、所定のメモリセル位置のメ
モリ材料層に選択的にエネルギーを照射することによ
り、記録すべき情報を記録することを特徴とする。かか
る方法によれば、照射するエネルギーの照射位置、照射
量を制御することにより、種々の記録パターンを書き込
むことができる。According to a memory device recording method of the present invention, information to be recorded is recorded by selectively irradiating energy to a memory material layer at a predetermined memory cell position on the memory device of the present invention. And According to this method, various recording patterns can be written by controlling the irradiation position and irradiation amount of the irradiation energy.
【００１５】本発明の電子カードは、本発明のメモリデ
バイスを備える。An electronic card according to the present invention includes the memory device according to the present invention.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】次に本発明に係るメモリデバイス
およびその製造方法の実施形態を図面に基づいて説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a memory device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１７】図１に本発明の第１実施例であるメモリデ
バイスの製造工程の断面図を示す。図１（ａ）〜（ｃ）
工程は未記録状態のメモリデバイスを製造する工程であ
り、成膜装置等を備える工場等において実行される。図
１（ｄ）〜（ｅ）工程はメモリデバイスにメモリ内容を
記録する工程であり、後述するエネルギー照射装置を用
いて実行される。FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a memory device according to a first embodiment of the present invention. 1 (a) to 1 (c)
The process is a process of manufacturing a memory device in an unrecorded state, and is executed in a factory or the like having a film forming apparatus or the like. 1D to 1E are the steps of recording the contents of a memory in a memory device, and are executed by using an energy irradiation device described later.
【００１８】また、図２に第２実施例であるメモリデバ
イスの製造工程の断面図を示す。第２実施例は、メモリ
材料層を形成した後、エネルギー照射を行ってメモリ内
容を記録してから上部電極層を製膜している点で、第１
実施例と異なる。FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the memory device according to the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that after forming a memory material layer, the upper electrode layer is formed after irradiating energy and recording the memory contents.
Different from the embodiment.
【００１９】下部電極形成工程（図１（ａ）、図２
（ａ））： 基板１００上に下部電極層を形成する。基
板１００の材料としては、例えば、単結晶シリコン、石
英ガラス、ソーダガラス、コーニング７０５９、日本電
気ガラスＯＡ―２等の耐熱性ガラス等が考えられる。下
部電極層は、直流スパッタ法、電子ビーム蒸着法等で白
金を成膜することで得られる。白金の他に好適な電極と
して、パラジウム等の貴金属電極、アルミニウム、銅等
の高電導性材料、ＩｒＯ２，ＲｕＯ２，ＲｅＯ３等の導
電性化合物がある。The lower electrode forming step (FIG. 1A, FIG. 2)
(A)): A lower electrode layer is formed on the substrate 100. Examples of the material of the substrate 100 include single-crystal silicon, quartz glass, soda glass, Corning 7059, and heat-resistant glass such as NEC Glass OA-2. The lower electrode layer is obtained by depositing platinum by a direct current sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like. Suitable electrodes other than platinum include noble metal electrodes such as palladium, highly conductive materials such as aluminum and copper, and conductive compounds such as IrO 2 , RuO 2 and ReO 3 .
【００２０】下部電極層の成膜後、レジスト（図示せ
ず）を塗布し、線状にパターニングを行い、これをマス
クとしてドライエッチングを施す。かかる工程により、
線状の複数の下部電極１０１が形成されることになる。
なお、図では、手前から奥に向かう方向に線状となって
いる。After the formation of the lower electrode layer, a resist (not shown) is applied, patterned in a line shape, and dry-etched by using this as a mask. By such a process,
A plurality of linear lower electrodes 101 are formed.
In the figure, it is linear in a direction from the near side to the far side.
【００２１】メモリ材料層成膜工程（図１（ｂ）、図２
（ｂ））：下部電極１０１上に、メモリ材料層１０２を
成膜する。メモリ材料としては、例えばポリアニリン
（ＰＡＮＩ：ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）薄膜を利用する
ことができる。この場合には、樟脳スルフォン酸（ｃａ
ｍｐｈｏｒｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）ドープしたＰ
ＡＮＩをメタクレーゾール溶液に溶かして用いる。さら
に該溶液に、１−水酸化シクロヘキシフェニルケトン
（１−ｈｙｄｒｏｘｙｃｙｃｒｌｏｈｅｘｙｐｈｅｎｙ
ｌｋｅｔｏｎ）を感光剤として加える。このような組成
のＰＡＮＩ溶液をスピンコートで製膜してメモリ材料層
１０２を形成する。メモリ層の厚さは０．２μｍが通常
値である。このメモリ層は外部からのエネルギー照射に
よりそのインピーダンスが変化する性質を備えている。
外部エネルギーとして遠紫外線を照射すると、導電性ポ
リアニリンは非導電性ロイコエメラルダイン型に還元さ
れ、メモリ層のシート抵抗は１ｋΩ／□から１０１３Ω
／□以上に増加する。非照射部は１ｋΩ／□のまま留ま
るので、インピーダンスの変化は１０億倍にも及ぶ。A memory material layer forming step (FIG. 1B, FIG. 2)
(B)): A memory material layer 102 is formed on the lower electrode 101. As the memory material, for example, a polyaniline (PANI: polyaniline) thin film can be used. In this case, camphor sulfonic acid (ca)
mphorsulfonic acid) doped P
ANI is used by dissolving it in a metacresol solution. Further, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (1-hydroxycyclohexylphenyl) is added to the solution.
lketon) as a photosensitizer. A memory material layer 102 is formed by spin-coating a PANI solution having such a composition. A typical value of the thickness of the memory layer is 0.2 μm. This memory layer has such a property that its impedance changes due to external energy irradiation.
When irradiated with far ultraviolet rays as external energy, the conductive polyaniline is reduced to a non-conductive leuco emeraldine type, and the sheet resistance of the memory layer is from 1 kΩ / □ to 10 13 Ω.
/ □ or more. Since the non-irradiated portion remains at 1 kΩ / □, the change in impedance reaches one billion times.
【００２２】ゾル・ゲル法で成膜する場合は、メモリ材
料層を形成可能な金属成分の水酸化物の水和錯体、即
ち、ゾルを下部電極１０１等上に塗布・乾燥・脱脂処理
して前駆体とし、この前駆体をＲＴＡ処理で結晶化して
メモリ材料による薄膜を得る。そして、最終的に必要な
膜厚が得られるまで所望の回数の塗布／乾燥／脱脂を繰
り返して成膜する。When a film is formed by the sol-gel method, a hydrated complex of a hydroxide of a metal component capable of forming a memory material layer, that is, a sol is applied to the lower electrode 101 or the like, dried, and degreased. The precursor is crystallized by an RTA process to obtain a thin film of a memory material. Then, coating / drying / degreasing is repeated a desired number of times until a required film thickness is finally obtained, thereby forming a film.
【００２３】また、ゾル・ゲル法に限らず、高周波スパ
ッタ、ＭＯＤ法（Metal OrganicDecomposition Proce
ss）、印刷法等でもメモリ材料層を成膜することができ
る。印刷法は、電歪セラミックス粒子を主成分とするペ
ーストやスラリーを用いて所望の基板上に成膜し、熱処
理をすることでメモリ材料層を得る技術である。この印
刷法を用いれば、リソグラフィ技術やレーザ加工又はス
ライシング等の機械加工技術の適用が容易であり、メモ
リ材料層の形状を任意に設計することができる。また、
設計の自由度が向上することから、メモリデバイスとし
てのキャパシタの集積密度を向上させることができる。In addition to the sol-gel method, high-frequency sputtering, MOD method (Metal Organic Decomposition Procedure)
ss), a printing method or the like can also form a memory material layer. The printing method is a technique in which a memory material layer is obtained by forming a film on a desired substrate using a paste or a slurry containing electrostrictive ceramic particles as a main component and performing heat treatment. By using this printing method, it is easy to apply a lithography technique or a machining technique such as laser processing or slicing, and the shape of the memory material layer can be arbitrarily designed. Also,
Since the degree of freedom in design is improved, the integration density of the capacitor as a memory device can be improved.
【００２４】上部電極形成工程（図１（ｃ）、図２
（ｄ））：上部電極層は、第１実施例においては、光透
過性のある導電性材料、例えば、ＩＴＯ、酸化インジウ
ムと酸化亜鉛の複合酸化物等をスパッタ法等で所定の厚
みに成膜することで得られる。なお、第２実施例におい
ては、後述するエネルギー照射工程の後に上部電極形成
工程を行うため、上部電極層は必ずしも光透過性を備え
ている必要はない。An upper electrode forming step (FIG. 1C, FIG. 2)
(D)): In the first embodiment, the upper electrode layer is formed of a light-transmissive conductive material such as ITO, a composite oxide of indium oxide and zinc oxide to a predetermined thickness by a sputtering method or the like. Obtained by filming. In the second embodiment, since the upper electrode forming step is performed after the energy irradiation step described later, the upper electrode layer does not necessarily have to have light transmittance.
【００２５】上部電極層の成膜後、レジスト（図示せ
ず）を塗布し、下部電極１０１と直交する方向（Ｘ方
向）に線状にパターニングを行い、これをマスクとして
ドライエッチング等を施す。かかる工程により、上部電
極１０３が、下部電極１０１と直交する方向に複数形成
されることになる。After the formation of the upper electrode layer, a resist (not shown) is applied, linearly patterned in a direction (X direction) orthogonal to the lower electrode 101, and dry etching or the like is performed using this as a mask. Through this process, a plurality of upper electrodes 103 are formed in a direction orthogonal to the lower electrodes 101.
【００２６】なお、上部電極を、導電性ポリマを用いて
インクジェット法により所望の線状パターンとなるよう
に形成してもよい。The upper electrode may be formed using a conductive polymer by an inkjet method so as to have a desired linear pattern.
【００２７】エネルギー照射工程（図１（ｄ）、図２
（ｃ））：記録パターンに従ってエネルギー照射するメ
モリセルを選択し、前記選択したメモリセルに対応する
メモリ材料層に、第１実施例では上部電極１０３を介し
て、第２実施例では直接に、エネルギー照射装置１０４
により選択的に光エネルギー等のエネルギー１０５を照
射し、当該メモリ材料層のインピーダンス値が所定範囲
に含まれるように設定する。Energy irradiation step (FIG. 1D, FIG. 2)
(C)): A memory cell to be irradiated with energy according to the recording pattern is selected, and the memory material layer corresponding to the selected memory cell is directly connected to the memory material layer via the upper electrode 103 in the first embodiment and directly to the memory material layer in the second embodiment. Energy irradiation device 104
Is selectively irradiated with energy 105 such as light energy, so that the impedance value of the memory material layer is set to fall within a predetermined range.
【００２８】前述したように、メモリ材料層は外部から
与えられるエネルギーによってインピーダンスが変化す
るため、照射するエネルギー量を制御することにより、
メモリセルごとにメモリ材料層のインピーダンスを異な
らせることができる。As described above, the impedance of the memory material layer changes depending on the energy given from the outside.
The impedance of the memory material layer can be different for each memory cell.
【００２９】そこで、インピーダンスの値域をｎ区分
（ｎ＝２又はｎ＞２）に分け、それぞれに異なる記憶状
態を対応させる。そして、メモリセルごとにメモリ材料
層のインピーダンスが、記録すべき情報に応じた区分に
含まれるように、各メモリセル位置のメモリ材料層に照
射するエネルギー量を調整する。このようにすること
で、各メモリセルにｎ値の記憶状態を記録させることが
できる。Therefore, the value range of the impedance is divided into n sections (n = 2 or n> 2), and different storage states are made to correspond to the respective sections. Then, the amount of energy applied to the memory material layer at each memory cell position is adjusted so that the impedance of the memory material layer is included in a section corresponding to information to be recorded for each memory cell. By doing so, the storage state of the n value can be recorded in each memory cell.
【００３０】ここで、理論的には、インピーダンスを細
かく区分することにより、何値のメモリデバイスでも実
現することが可能である。しかし、現実的には、読み出
し動作の安定性等から、区分の程度は合理的に設定され
ることが望ましい。そのような合理的な区分の仕方とし
て、オーダが同じ範囲にあるインピーダンスを一つの区
分とし、これに異なる記憶状態を対応させることが考え
られる。Here, it is theoretically possible to realize a memory device of any value by finely dividing the impedance. However, in practice, it is desirable to set the degree of division rationally from the viewpoint of the stability of the read operation and the like. As a method of such rational division, it is conceivable that impedances whose orders are in the same range are classified into one division and correspond to different storage states.
【００３１】例えば、エネルギーを照射する前のメモリ
材料層のインピーダンスのオーダが１０３Ω／□である
とすると、エネルギーを照射することで、インピーダン
スのオーダを１０５、１０７、１０９、１０１１、１０
１３とすることができる（それぞれ単位は、Ω／□）。
この場合、インピーダンスのオーダ１０３、１０５、１
０７、１０９、１０１１、１０１３に６つの記録状態を
対応させることで、メモリセルあたり６値の状態を記録
することができる。なお、かかる例では６値としたが、
何値とするかは設計に応じて定めることができる。For example, assuming that the order of impedance of the memory material layer before the irradiation of energy is 10 3 Ω / □, the order of impedance is 10 5 , 10 7 , 10 9 , 10 by irradiation of the energy. 11 , 10
13 (each unit is Ω / □).
In this case, the order of impedance 10 3 , 10 5 , 1
0 7, 10 9, 10 11, 10 13 six recording state is made to correspond, it is possible to record the state of the 6 values per memory cell. In this example, six values are used.
The value can be determined according to the design.
【００３２】シール工程（図１（ｅ）、図２（ｅ））：
上部電極１０３上に、例えば遮光性のテープやシール等
を張りつけることにより、遮光性層１０６を形成する。
かかる遮光性層１０６は、メモリ内容を記録した後に、
意図しない光エネルギー等により記録した内容が変更さ
れてしまうことを防止するためのものである。従って、
メモリセルが存在する部分についてのみ遮光性層１０６
を形成すれば足りる。Sealing process (FIGS. 1 (e) and 2 (e)):
The light-shielding layer 106 is formed on the upper electrode 103 by, for example, attaching a light-shielding tape or a seal.
After recording the memory contents, the light-shielding layer 106
This is for preventing recorded contents from being changed by unintended light energy or the like. Therefore,
The light-shielding layer 106 is provided only in a portion where a memory cell is present.
It is enough to form
【００３３】かかる製造工程により製造された本発明の
メモリデバイスは、メモリセルが上下線状電極の交差位
置に形成され、メモリセルに所定の電位差を与えること
で流れる電流を検出することによりメモリ内容を読み出
すことができる、単純マトリクス構造のメモリデバイス
となっている。メモリセルの記憶内容を決定するメモリ
材料層のインピーダンス値を、エネルギー照射装置を用
いてエネルギー照射により設定しているため、高額なフ
ォトマスクを用いる必要がなく、安価にメモリデバイス
を製造、実現することができる。According to the memory device of the present invention manufactured by the above manufacturing process, the memory cell is formed at the intersection of the upper and lower linear electrodes, and the current flowing by applying a predetermined potential difference to the memory cell is detected. Is a memory device having a simple matrix structure that can read out the data. Since the impedance value of the memory material layer that determines the storage content of the memory cell is set by energy irradiation using an energy irradiation device, it is not necessary to use an expensive photomask, and the memory device is manufactured and realized at low cost. be able to.
【００３４】また、エネルギー照射装置の動作、すなわ
ち照射するエネルギー量を制御することにより、容易に
記録パターンを変更し、かつメモリセルごとに多値の記
憶状態を実現することができる。その結果、多様かつ大
容量のメモリデバイスを製造、実現することができる。Further, by controlling the operation of the energy irradiation device, that is, controlling the amount of energy to be irradiated, it is possible to easily change the recording pattern and realize a multi-valued storage state for each memory cell. As a result, various and large-capacity memory devices can be manufactured and realized.
【００３５】更に、小型のエネルギー照射装置を用いる
ことにより、大型の装置を備え付けることが困難な場所
（例えば、通常のオフィスやカウンタ等）においても、
メモリデバイスのメモリ内容をその場で記録することが
できる。例えば、未記録状態のメモリデバイスを工場等
で大量に生産しておき、メモリ内容を記録する工程はオ
フィス等においてユーザが行うことにより、ユーザサイ
ドで自由にメモリ内容を書き込むことが可能となる。具
体的には、クレジットカード、デビットカード、プリペ
ードカード等に対し、銀行等のカウンタで、エネルギー
照射装置を用いて個々の顧客に固定の情報等を書き込む
といった適用形態が考えられる。Further, by using a small energy irradiating device, even in a place where it is difficult to mount a large device (for example, an ordinary office or a counter),
The memory contents of the memory device can be recorded on the fly. For example, a memory device in an unrecorded state is mass-produced in a factory or the like, and the process of recording the memory content is performed by the user in an office or the like, so that the user can freely write the memory content. Specifically, an application form in which fixed information or the like is written to each customer using an energy irradiation device by a counter of a bank or the like for a credit card, a debit card, a prepaid card, or the like can be considered.
【００３６】また、メモリ内容をインピーダンス値によ
り記憶することができるため、メモリセルに絶縁膜を設
ける必要がない。そのため、メモリセルごとの膜厚が絶
縁膜の有無により不均一となってしまうという問題も生
じず、良好なメモリー特性を得ることができる。 （エネルギー照射装置の構成）本発明に係るメモリデバ
イスを製造する際に用いるエネルギー照射装置の構成に
ついて説明する。Further, since the memory contents can be stored by the impedance value, there is no need to provide an insulating film in the memory cell. Therefore, the problem that the film thickness of each memory cell becomes non-uniform due to the presence or absence of the insulating film does not occur, and good memory characteristics can be obtained. (Structure of Energy Irradiation Apparatus) The structure of the energy irradiation apparatus used for manufacturing the memory device according to the present invention will be described.
【００３７】図３はエネルギー照射装置の全体構成を示
す模式図である。図３において、前記装置はエネルギー
照射手段１０、駆動機構１１および制御回路１２を備え
ている。このエネルギー照射装置は、メモリセル位置の
メモリ材料層に選択的にエネルギーを照射することによ
り、メモリ材料層のインピーダンスを変化させる。FIG. 3 is a schematic diagram showing the overall configuration of the energy irradiation device. In FIG. 3, the device includes an energy irradiation unit 10, a driving mechanism 11, and a control circuit 12. The energy irradiation device changes the impedance of the memory material layer by selectively irradiating the memory material layer at the memory cell position with energy.
【００３８】エネルギー照射手段１０は、例えばエキシ
マレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧの高周波レーザ等の従来技術に
より実現することができ、信号Ｓｈに応じたエネルギー
量のエネルギー１３を照射する。The energy irradiating means 10 can be realized by a conventional technique such as an excimer laser or a high-frequency laser of Nd: YAG, and irradiates the energy 13 having an energy amount corresponding to the signal Sh.
【００３９】駆動機構１１はモータ１４、１５および図
示しない機械構造を備えている。モータ１４は駆動信号
Ｓｘに応じてエネルギー照射手段１０をＸ軸方向（図３
の横方向）に搬送し、モータ１５は駆動信号Ｓｙに応じ
てエネルギー照射手段１０をＹ軸方向（図３の奥行方
向）に搬送する。なお駆動機構はこの構成に限定される
ものではなく、エネルギー照射手段１０の位置を相対的
に変化し得るものであればよい。従って、基板をエネル
ギー照射手段１０に対して移動する駆動機構も採用可能
である。The drive mechanism 11 has motors 14 and 15 and a mechanical structure (not shown). The motor 14 moves the energy irradiating means 10 in the X-axis direction (FIG. 3) according to the drive signal Sx.
The motor 15 transports the energy irradiating means 10 in the Y-axis direction (the depth direction in FIG. 3) according to the drive signal Sy. Note that the drive mechanism is not limited to this configuration, and may be any drive mechanism that can relatively change the position of the energy irradiation unit 10. Therefore, a driving mechanism for moving the substrate with respect to the energy irradiation means 10 can be adopted.
【００４０】制御回路１２は、例えばコンピュータ装置
であり、図示しないＣＰＵ、メモリ、インターフェイス
等を備える。制御回路８は所定のプログラムを実行する
ことにより当該装置に本発明に係るメモリデバイスを製
造させることが可能である。The control circuit 12 is, for example, a computer device and includes a CPU, a memory, an interface, and the like (not shown). The control circuit 8 can cause the device to manufacture the memory device according to the present invention by executing a predetermined program.
【００４１】制御回路１２は、エネルギーを照射させる
場合にはエネルギー照射手段１０に信号Ｓｈを供給す
る。信号Ｓｈは記録すべき情報に応じたエネルギー量の
エネルギーが照射されるように調整されている。また、
当該エネルギー照射手段１０を移動させるときにはモー
タ１４、１５に駆動信号Ｓｘ、Ｓｙを供給する。駆動信
号Ｓｘ、Ｓｙは記憶パターンに基づいて所定のメモリセ
ルを選択するように出力される。The control circuit 12 supplies a signal Sh to the energy irradiation means 10 when irradiating energy. The signal Sh is adjusted so that energy having an energy amount corresponding to the information to be recorded is emitted. Also,
When the energy irradiation means 10 is moved, drive signals Sx and Sy are supplied to the motors 14 and 15. The drive signals Sx and Sy are output so as to select a predetermined memory cell based on a storage pattern.
【００４２】本発明に係るメモリデバイスを製造する際
に、前記エネルギー照射装置を用いることで、装置内に
記憶された記録パターンに従って所定のメモリセルに選
択的にエネルギーを照射することができる。 （変形例）本発明により製造したメモリデバイスは、メ
モリを備える全ての情報処理機器、例えばコンピュータ
の内部記憶装置、メモリスティック、メモリカードなど
に用いることができる。When the memory device according to the present invention is manufactured, by using the energy irradiating device, predetermined memory cells can be selectively irradiated with energy according to a recording pattern stored in the device. (Modification) The memory device manufactured according to the present invention can be used for all information processing apparatuses including a memory, for example, an internal storage device of a computer, a memory stick, a memory card, and the like.
【００４３】図４に本発明の電子カードの模式図を示
す。電子カード２００は、本発明のメモリデバイス２０
１、Ｉ／Ｏ回路２０２、カバー２０３を備える。メモリ
デバイス２０１は、図１（ａ）〜（ｃ）の工程で製造さ
れた未記録状態のメモリデバイスとして、電子カード２
００に備え付けられる。Ｉ／Ｏ回路２０２は、電子カー
ド２００を外部の読み取り装置（図示せず）に装着した
場合に、当該読み取り装置と電気的に接続され、読み取
り装置からメモリデバイス２０１へアクセスするための
インターフェースとなる。カバー２０３は遮光性の材料
により作られており、メモリデバイス２０１を被覆可能
に構成されている。カバー２０３は、図１（ｅ）の工程
における遮光性層１０６と同様の機能を果たしている。FIG. 4 is a schematic view of an electronic card according to the present invention. The electronic card 200 is the memory device 20 of the present invention.
1, an I / O circuit 202 and a cover 203 are provided. The memory device 201 is an electronic card 2 as an unrecorded memory device manufactured in the steps of FIGS.
00 is provided. When the electronic card 200 is mounted on an external reader (not shown), the I / O circuit 202 is electrically connected to the reader and serves as an interface for accessing the memory device 201 from the reader. . The cover 203 is made of a light-shielding material, and is configured to cover the memory device 201. The cover 203 has the same function as the light-blocking layer 106 in the step of FIG.
【００４４】電子カード２００にメモリ内容を記録する
場合、当該電子カード２００はカバー２０３を外した状
態でエネルギー照射装置に取り付けられ、書込みが行わ
れる。書込み終了後、カバー２０３によりメモリデバイ
ス２０１を被覆する。When recording the contents of the memory on the electronic card 200, the electronic card 200 is attached to the energy irradiation device with the cover 203 removed, and writing is performed. After the writing is completed, the memory device 201 is covered with the cover 203.
【００４５】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
ることなく、種々に変形して適用することが可能であ
る。照射するエネルギーは光エネルギーに限られず、電
気、熱等の種々のエネルギーを利用する形態も考えられ
る。The present invention is not limited to the above embodiments and can be applied in various modifications. Irradiation energy is not limited to light energy, and various forms of energy such as electricity and heat may be used.
【００４６】[0046]
【発明の効果】本発明によれば、エネルギーによりイン
ピーダンスが変化する材料をメモリ材料として用い、未
記録状態のメモリデバイスを製造してから、エネルギー
照射装置を用いてメモリ内容を書き込む構成としたた
め、多様な記録パターンの不揮発性メモリデバイスを、
安価かつ容易に、更に短期間に製造することができる。
更に、小型のエネルギー照射装置を用いることにより、
工場等以外の場所においても書込み処理を実行すること
ができるため、ユーザサイドで自由に書込み処理を行う
ことができる。According to the present invention, a material whose impedance changes due to energy is used as a memory material, a memory device in an unrecorded state is manufactured, and then memory contents are written using an energy irradiation device. Non-volatile memory devices with various recording patterns
It can be manufactured inexpensively and easily in a shorter time.
Furthermore, by using a small energy irradiation device,
Since the writing process can be executed even in a place other than a factory or the like, the writing process can be freely performed on the user side.
【図１】本発明の第１実施例に係るメモリデバイスの製
造工程を示す図である。FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of a memory device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施例に係るメモリデバイスの製
造工程を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of a memory device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明に用いるエネルギー照射装置の構成を説
明するための図であるFIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an energy irradiation device used in the present invention.
【図４】本発明のメモリカードを説明するための図であ
る。FIG. 4 is a diagram for explaining a memory card of the present invention.
【図５】従来の半導体ＲＯＭに対する、ダイオードを用
いた等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram using a diode for a conventional semiconductor ROM.
【図６】従来の半導体ＲＯＭの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a conventional semiconductor ROM.
１０ エネルギー照射手段 １１ 駆動機構 １２ 制御回路 １０１ 下部電極 １０２ メモリ材料層 １０３ 上部電極 １０４ エネルギー照射装置 １０６ 遮光性層 ２００ 電子カード ２０１ メモリデバイス ２０２ Ｉ／Ｏ回路 ２０３ カバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Energy irradiation means 11 Drive mechanism 12 Control circuit 101 Lower electrode 102 Memory material layer 103 Upper electrode 104 Energy irradiation device 106 Light shielding layer 200 Electronic card 201 Memory device 202 I / O circuit 203 Cover
Claims (12)
形成される単純マトリクス構造のメモリデバイスの製造
方法であって、 上下線状電極に挟まれるメモリ材料層を、外部から与え
られるエネルギーに応じてインピーダンスが変化する材
料を用いて形成する工程を備えたことを特徴とするメモ
リデバイスの製造方法。1. A method of manufacturing a memory device having a simple matrix structure in which memory cells are formed at intersections of upper and lower linear electrodes, wherein a memory material layer sandwiched between the upper and lower linear electrodes is exposed to externally applied energy. A method for manufacturing a memory device, comprising a step of using a material whose impedance changes according to the method.
メモリセル位置のメモリ材料層に選択的にエネルギーを
照射する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載の
メモリデバイスの製造方法。2. The method according to claim 1, further comprising the step of selectively irradiating a memory material layer at a predetermined memory cell position with energy according to information to be recorded.
ポリアニリンを主体とした材料であることを特徴とする
請求項１又は２記載のメモリデバイスの製造方法。3. The material whose impedance changes is:
3. The method for manufacturing a memory device according to claim 1, wherein the material is a material mainly composed of polyaniline.
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載
のメモリデバイスの製造方法。4. The method according to claim 1, wherein said energy is light energy.
当該メモリ材料層のインピーダンス値が、ｎ値の状態
（ｎ＝２、もしくはｎ＞２）に対応して予め設定された
所定範囲のうち、記録すべき情報に対応する前記所定範
囲に含まれるように、選択的にエネルギーを照射する工
程であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１
項に記載のメモリデバイスの製造方法。5. The step of irradiating the energy, the step of irradiating the memory material layer corresponding to a predetermined memory cell position with
The impedance value of the memory material layer is included in the predetermined range corresponding to the information to be recorded among the predetermined ranges set in advance corresponding to the state of the n value (n = 2 or n> 2). And a step of selectively irradiating energy.
13. The method for manufacturing a memory device according to claim 1.
形成される単純マトリクス構造のメモリデバイスであっ
て、 上下線状電極に挟まれるメモリ材料層が、外部から与え
られるエネルギーに応じてインピーダンスが変化する材
料を用いて形成されていることを特徴とするメモリデバ
イス。6. A memory device having a simple matrix structure in which memory cells are formed at intersections of upper and lower linear electrodes, wherein a memory material layer sandwiched between the upper and lower linear electrodes has an impedance according to externally applied energy. A memory device, wherein the memory device is formed using a material that changes.
ポリアニリンを主体とした材料であることを特徴とする
請求項６記載のメモリデバイス。7. The material of which the impedance changes,
7. The memory device according to claim 6, wherein the memory device is a material mainly composed of polyaniline.
ことを特徴とする請求項６又は７記載のメモリデバイ
ス。8. The memory device according to claim 6, wherein the energy is light energy.
層は、メモリセルが記憶する状態に応じたインピーダン
ス値を有していることを特徴とする請求項６乃至８のい
ずれか1項に記載のメモリデバイス。9. The memory material layer corresponding to each memory cell position has an impedance value according to a state in which the memory cell stores data. Memory device.
（ｎ＝２、もしくはｎ＞２）に対応して予め設定された
所定範囲のうち、メモリセルが記憶する状態に応じた前
記所定範囲に含まれていることを特徴とする請求項９記
載のメモリデバイス。10. The impedance value falls within a predetermined range corresponding to a state stored in a memory cell among predetermined ranges set in advance corresponding to a state of n values (n = 2 or n> 2). The memory device of claim 9, wherein the memory device is included.
のメモリデバイスに対し、所定のメモリセル位置のメモ
リ材料層に選択的にエネルギーを照射することにより、
記憶すべき値を記録することを特徴とするメモリデバイ
スの記録方法。11. The memory device according to claim 6, wherein energy is selectively applied to a memory material layer at a predetermined memory cell position.
A recording method for a memory device, comprising recording a value to be stored.
載のメモリデバイスを備えた電子カード。12. An electronic card comprising the memory device according to claim 6. Description:
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