CN1797605B - 半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种半导体器件，该半导体器件在制造过程以外时也可以写入数据，并且可以防止因改写的伪造。此外，本发明的目的是以廉价提供由简单结构的有机存储器来构成的半导体器件。通过构成将晶体管并联连接或串联连接到具有有机化合物层的有机元件的存储单元，并串联连接或并联连接该存储单元，而构成NAND型或NOR型存储器。所述有机元件可以通过施加电流或电压、照射光等来不可逆性地改变其电气特性。

Description

半导体器件
技术领域
本发明涉及具有有机元件的半导体器件。本发明尤其涉及具有使用了有机元件的存储电路的半导体器件。
背景技术
随着计算机技术和图像识别技术的发展，通过使用诸如条形码等的媒质的数据识别被广泛地应用，例如用于识别商品数据等。预测在将来要实施更大量的数据识别。另一方面，当使用条形码来读取数据时，存在如下的不便之处，即条形码阅读器读取时必须要与该条形码接触、并且条形码不能存储大量的数据。因此，期望无接触地识别数据并且增加媒质的存储容量。
为响应这样的要求，近年来开发了使用I C的ID芯片。ID芯片是将需要的数据存储在IC芯片内的存储电路中，并且使用非接触装置、通常是使用无线装置来读出该数据。通过这样的ID芯片的实用化来期待商品流通等的简单化、低成本化、以及高安全性的确保。
图4描述了使用ID芯片的个体识别系统的概要。图4示出了以非接触地获得包的个体数据为目的的个体识别系统的概要。存储特定个体数据的ID芯片401被贴或嵌在包404中。电磁波从询问器(还被称作阅读器、记录器)403的天线单元402被发送到ID芯片401。当接收到该电磁波时，ID芯片401将其中的个体数据发回到天线单元402。天线单元402将该个体数据发送到询问器403以识别它。如此那样，询问器403可以获得包404的数据。此外，通过使用该系统能够实现物流管理、计数以及杜绝伪造品等。
图2示出了这种ID芯片技术的实例。用于ID芯片的半导体器件200包括天线电路201、整流电路202、稳定电源电路203、放大器208、解调电路213、逻辑电路209、存储控制电路212、存储电路211、逻辑电路207、放大器206、调制电路205。另外，天线电路201包括天线线圈301和调谐电容器302(图3A)，并且整流电路202包括二极管303、304以及平滑电容器305(图3B)。注意，将除了天线电路201之外的部分称作信号处理电路214。
以下描述这种ID芯片的工作。由天线电路201接收的交流信号通过二极管303和304被半波整流处理，并且被平滑电容器305平滑。该被平滑后的电压由于具有大量的波纹所以被稳定电源电路203稳定。并且，被稳定后的电压供给到解调电路213、放大器206、逻辑电路207、放大器208、逻辑电路209、存储电路211、存储控制电路212。另一方面，由天线电路201接收的信号通过放大器208作为时钟信号被输入到逻辑电路209。此外，通过天线输入的信号被解调电路213解调，并且作为数据被输入到逻辑电路209。
在逻辑电路209中，被输入的数据被解码。具体地说，逻辑电路209将询问器用失真镜像码或NRZ-L码等来编码而发送的数据解码。解码的数据被发送到存储控制电路212，从而读出存储在存储电路211中的存储数据。必要的是，存储电路211是即使电源关断时也仍能够进行存储的非易失性的存储电路，可以使用诸如掩模ROM、EEPROM和闪存器等。存储的内容是例如16字节数据(参见图12)，它包括代表ID芯片的一行的4字节族性代码、4字节应用代码、以及两种由用户设定的4字节用户代码。
被发送/接收的信号可以使用125kHz、13.56MHz、915MHz和2.45GHz等，每个信号被设定为ISO标准等。另外，在发送/接收中的调制和解调方法也是被标准化的。专利文件1是这种ID芯片的一个实例。
另外，EEPROM或闪存器由栅极重叠的晶体管、即浮栅而构成。使用浮栅作为薄膜晶体管(以下称为TFT)，如图6所示，浮栅晶体管包括衬底601、基底膜602、激活层603、第一栅极绝缘膜604、浮栅605、第二栅极绝缘膜606、控制栅极607、层间膜608、源电极609以及漏电极610。
如图5所示那样，闪存器由串联连接浮栅晶体管而构成。在图5中，闪存器包括浮栅晶体管501至512、开关513至518、电流源519至521、电压源522、电源端子523至527、信号线528至531、读出放大器532至534。当写入数据时，从电压源522经由开关513、515和517向浮栅晶体管施加电压。进一步，可以控制信号线528至531并且选择晶体管。
当读取数据时，从电流源519至521经由开关514、516和518向浮栅晶体管施加电流。读出放大器532至534增幅此时的电位，并作为信号取出。关于闪存器，以下文件中有所记述。(参照非专利文件1)
[专利文件1]日本专利申请公开NO.2001-250393
[非专利文件]舛岗富士雄(Fujio Masuoka)著[跃进中的闪存器(改新版)]工业调查会发行、2003年5月10日、p.91-154
如上所述的常规的用于ID芯片的半导体器件存在着下列问题。在使用掩模ROM作为非易失性存储器的情况下，由于在形成芯片的过程中写入数据，所以制造结束后不能写入数据。
EEPROM和闪存器作为可以重写的非易失性存储器很有效。因为通过在第二栅极绝缘膜中保存电荷而进行存储，所以为了维持保存性能，必须要求栅极绝缘膜的膜质良好。但是，在诸如玻璃的绝缘衬底上形成晶体管的情况下，不能进行超过600℃的高温处理。因此，在提高栅极绝缘膜的膜质上有限度，因而，难以构成良好的非易失性存储器。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有非易失性存储器的半导体器件，该半导体器件用于ID芯片并且不使用在低温度下难以制造的浮栅结构。
本发明通过以下方法来解决上述问题。
本发明的半导体器件的特征在于，一种半导体器件，包括：具有并联连接有机元件和晶体管的结构的多个存储单元、串联连接该多个存储单元的多个存储单元列、以及在所述多个存储单元列的一端中的检测该存储单元列的信号的装置。
本发明的半导体器件的特征在于，一种半导体器件，包括：具有并联连接有机元件和晶体管的结构的多个存储单元、串联连接所述多个存储单元的多个存储单元列、以及提供在该多个存储单元列的一端中的检测该存储单元列的信号的装置，其中，构成NAND型存储器件。
本发明的半导体器件的特征在于，一种半导体器件，包括：具有串联连接有机元件和晶体管的结构的多个存储单元、并联连接该多个存储单元的多个存储单元列、以及在所述多个存储单元列的一端中的检测该存储单元列的信号的装置。
本发明的半导体器件的特征在于，一种半导体器件，包括：具有串联连接有机元件和晶体管的结构的多个存储单元、并联连接所述多个存储单元的多个存储单元列、以及提供在所述多个存储单元列的一端中的检测该存储单元列的信号的装置，其中，构成NOR型存储器件。
在上述中，所述有机元件具有有机化合物层，所述有机化合物层由电子运输材料或空穴运输材料而形成。
在上述中，所述有机元件具有有机化合物层，所述含有有机化合物的层具有通过照射光而改变其电阻的材料。
在上述中，所述有机化合物层通过照射激光而改变其导电性。
在上述中，所述有机元件具有有机化合物层，含有所述有机化合物的层具有通过施加电压或电流而改变其电阻的材料。
在上述中，当数据被写入时，所述有机元件的电阻不可逆地发生变化。
在上述中，当数据被写入时，所述有机元件的电极之间的距离发生变化。
在上述中，所述有机化合物层的导电率为10-15S/cm或更高、10-3S/cm或更低。
在上述中，所述有机化合物层的膜厚度为5至60nm、优选为10至20nm。
在上述中，所述有机元件以及所述晶体管形成于半导体衬底之上。
在上述中，所述有机元件以及所述晶体管形成于玻璃衬底之上。
在上述中，所述有机元件以及所述晶体管形成于可弯曲性的衬底之上。
在上述中，所述有机元件以及所述晶体管形成于SOI衬底之上。
在上述中，所述晶体管包括薄膜晶体管。
本发明包括具有如上所述的半导体器件的IC卡、IC标签、RFID、应答器、纸币、有价证券、护照、电子器件、包以及衣服。
本发明是具有上述半导体器件的RFID，其中至少包括电源电路、时钟产生电路、数据解调电路、数据调制电路、控制电路、以及接口电路中的一个。
如上所述，通过使用本发明，不用在低温度下使用性能高的栅极绝缘膜就能制造具有非易失性存储器的半导体器件。
附图说明
图1是示出使用本发明的有机元件的存储器的框图。
图2是示出常规的半导体器件的构成的框图。
图3A和3B是示出常规的半导体器件的构成的框图。
图4是示出RF标签系统的概览图。
图5是示出常规的NAND型闪存的构成的视图。
图6是示出浮栅结构的视图。
图7A和7B是示出有机元件的等效电路的视图。
图8是示出本发明的有机元件的数据的视图。
图9是示出本发明的有机元件的数据的视图。
图10A至10E是示出本发明的天线的实施例的视图。
图11A至11C是示出本发明的天线的实施例的视图。
图12是示出存储在存储电路中的数据的视图。
图13是示出使用本发明的包的视图。
图14A和14B是示出使用本发明的证书的视图。
图15是示出使用本发明的食品管理的视图。
图16A和16B是示出使用本发明的物流管理的视图。
图17是示出使用本发明的IC卡结算的视图。
图18A至18H是示出本发明的应用例的视图。
图19是示出本发明的TFT的布置的视图。
图20A和20B是示出与保护层组合的本发明的半导体器件的视图。
图21是示出NOR型有机存储器的构成的视图。
图22是本发明的剖视图。
图23是示出本发明使用的激光装置的视图。
图24A至24E是示出本发明的TFT的布置的视图。
图25A和25B是示出本发明的有机元件的数据的视图。
图26A和26B是示出本发明的有机元件的数据的视图。
图27A和27B是示出本发明的有机元件的数据的视图。
图28A至28F时示出本发明的有机元件的层叠结构的视图。
具体实施方式
以下，参考附图来描述本发明的实施形式。注意，本发明可以以多种不同形式被执行，在不脱离本发明的宗旨及范围的情况下各种变化和修改都是可能的，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明不局限于下文所描述的本发明的实施方式的内容。注意，在如下所述的附图中，相同部分或具有相同功能的部分用相同的参考标记表示，并且省略对它们的重复说明。
图1表示本发明的第一实施方式。图1所示的实施方式是电路图，其包括有机元件101至112、晶体管113至124、开关125至130、电流源131至133、电源134、电源端子135至139、信号线140至143、以及读出放大器144至146。晶体管113至124优选是薄膜晶体管，但当然不局限于此。此外，有机元件101和晶体管113互相并联连接，以构成存储单元100。其他有机元件和晶体管也是与此一样的。在此使用的有机元件具有两种模式。例如，作为第一模式，具有能够以图7A所示那样的二极管表示等效电路的模式。此外，通过将电压、电流、光(包括激光)等施加到第一模式的有机元件，使该第一模式不可逆性地变成能够以图7B所示那样的电阻表示等效电路的第二模式。
以下说明图1所示的电路的工作。在此，对于将该电路用作存储电路的情况进行说明。首先，说明将要存储的数据存储在有机元件101至112的方法。例如，考虑到在有机元件101存储数字的情况。
首先，激活信号线141至143。从而晶体管114至116、118至120、122至124都被打开，并且其中的源极和漏极互相短路，成为与电源端子139几乎相同的电位。另一方面，当稳定信号线140时，晶体管113、117和121都关断。
接下来，打开开关125。电源134的电位被施加到有机元件101的一方端子，电源端子139的电位被施加到另一方端子。
当对有机元件施加使其模式变化的电源134的电压时，有机元件101在低电阻下变为短路状态。
下面，对于读出存储在有机元件101中的数据的情况进行说明。首先，激活信号线141至143。从而晶体管114至116、118至120、122至124都被打开，并且其中的源极和漏极互相短路，成为与电源端子139几乎相同的电位。另一方面，当稳定信号线140时，晶体管113、117和121都关断。然后打开开关126。电流从连接到电源端子136的电流源131经由开关126流到有机元件101。该电流进一步经由晶体管114、115和116流到电源端子139。当晶体管114、115和116的打开电阻十分低并且模式变化后的有机元件的电阻也十分低时，电流源131的不连接到电源端子136的端子与电源端子139的电位几乎相同。
在有机元件不存储数据的情况下，有机元件处于图7A所示那样的二极管的状态。当电流流到有机元件101时，电流源131的不连接到电源端子136的端子中产生将二极管的正方向电压施加到电源端子139的电压。如此，根据数据是否被存储，电流源131的不连接到电源端子的端子的电位不同，因此可以读出有机元件的存储状态。通过查看连接到电流源131的读出放大器144的输出，可以明确地判断存储状态。
以上对于有机元件101进行了说明，同样地，在向有机元件102进行写入的情况下，通过激活信号线140、142和143，并且打开开关125，将电压施加到有机元件102的两个端子，以改变有机元件的模式，从而可以存储。典型地，改变两个电极之间的距离的同时，部分地改变有机化合物层的厚度。另外，在读出存储在有机元件102中的数据的情况下，通过激活信号线140、142和143，并且打开开关126，以读出电流源131的电位，从而可以读出存储状态。进一步，通过查看读出放大器144的输出，可以更明确地判断存储状态。有机元件103和104也可以与此同样地存储。
以上对于有机元件101至104的列进行了说明，当然有机元件105至108、有机元件109至112的列也与此一样。另外，虽然在图1中，串联连接四个有机元件，但其数量不局限于四个，当然也可以为个数。图1示出并联连接有机元件和晶体管来构成存储单元，进一步将该存储单元串联连接来构成NAND型存储结构的情况，该结构并且具有从其一端检测信号的装置(在此使用读出放大器，但不局限于此)。
使用图21描述本发明的第二实施方式。图21所示的实施方式是电路图，其包括有机元件2101至2103、晶体管2104至2106、开关2107至2112、电流源2119至2121、电源2113、电源端子2114至2118、读出放大器2122至2124以及信号线2125至2127。晶体管2104至2106优选是薄膜晶体管，但当然不局限于此。此外，有机元件2101和晶体管2104互相串联连接，以构成存储单元2100。其他有机元件和晶体管也是与此一样的。在此使用的有机元件具有两种模式。例如，作为第一模式，具有能够以图7A所示那样的二极管表示等效电路图的模式。此外，通过将电压、电流、光(包括激光)等施加到第一模式的有机元件，使该第一模式不可逆性地变成能够以图7B所示那样的电阻表示等效电路的第二模式。
接下来，说明图21所示那样的电路的工作。在此，对于将该电路用作存储电路的情况进行说明。首先，说明将要存储的数据存储在有机元件2101至2103的方法。例如，首先考虑到在有机元件2101存储数据的情况。
首先，激活信号线2127。从而晶体管2104被打开，并且其中的源极和漏极互相短路，有机元件2101被连接到开关2107和2108。另一方面，当稳定信号线2126和2127时，晶体管2105和2106都关断。
接着，打开开关2107。电源2113的电位被施加到有机元件2101的一方端子，电源端子2115的电位被施加到另一方端子。当对有机元件施加使其模式改变的电源2113的电压时，有机元件2101在低电阻下变为短路状态。
接下来，对于读出存储在有机元件2101的数据的情况进行说明。首先，激活信号线2127。从而晶体管2104被打开，并且其中的源极和漏极互相短路，成为与电源端子2115几乎相同的电位。另一方面，当稳定信号线2125和2126时，晶体管2105和2106都关断。然后打开开关2108。电流从连接到电源端子2116的电流源2119经由开关2108流到有机元件2101和电源端子2115。当晶体管2104的打开电阻十分低并且模式变化后的有机元件的电阻也十分低时，电流源2119的不连接到电源端子2116的端子与电源端子2115的电位几乎相同。
在有机元件不存储数据的情况下，有机元件处于图7A所示那样的二极管的状态。当电流流到有机元件2101时，没有连接到电流源2119的电源端子2116的端子中产生将二极管的正方向电压施加到电源端子2115的电压。如此，根据数据是否被存储，电流源2119的没有连接到电源端子的端子的电位不同，因此可以读出有机元件的存储状态。通过查看连接到电流源2119的读出放大器2122的输出，可以明确地判断存储状态。
以上对于有机元件2101进行了说明，在同样地向有机元件2102进行写入的情况下，通过激活信号线2126，并且打开开关2109，将电压施加到有机元件2102的两个端子后，以改变有机元件的模式，从而可以进行存储。另外，即使在读出存储在有机元件2102的数据的情况下，通过激活信号线2126，并且打开开关2110，查看电流源2120的电位，从而可以读出存储状态。进一步，通过查看读出放大器2123的输出，可以更明确地判断存储状态。有机元件2103可以同样地存储。
另外，在图21示出了三个有机元件，但有机元件的数量不局限于三个，当然也可以为其他个数。图21示出串连连接有机元件和晶体管来构成存储单元，进一步将该存储单元并联连接来构成NOR型存储结构的情况，该结构并且具有从其一端检测信号的装置(在此使用读出放大器，但不局限于此)。
实施例1
在本实施例中，描述本发明的半导体器件的截面结构(参照图22)。在此示出存储单元阵列222所包括的晶体管240和有机元件241的截面结构，以及开关和读出放大器等(图22中相当于标号225)所包括的CMOS电路248的截面结构。用于本发明的衬底230使用玻璃衬底、可弯曲性衬底、石英衬底、硅衬底、金属衬底和不锈钢衬底等。可弯曲性衬底是可以柔韧地弯曲的衬底，诸如包括聚碳酸酯、多芳基化合物和聚醚砜等的塑料衬底等。
有机元件241相当于第一导电层243、有机化合物层244和第二导电层245的叠层体，在两个有机元件241之间提供有绝缘层249。另外，图22是NOR型存储电路的例子，有机元件241的第二导电层是与其他有机元件通用的。
第一导电层243和第二导电层245使用铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)等众所周知的导电性材料而形成。
在通过光学性作用来进行写入数据的情况下，第一导电层243和第二导电层245的一方或双方由具有透光性的材料如氧化铟锡(ITO)等来形成，或者由透射光的厚度来形成。另一方面，在通过电气性作用来进行写入数据的情况下，用于第一导电层243和第二导电层245的材料没有特别的限定。
有机化合物层244可以采用单层或叠层结构。注意，有机化合物层的总和厚度为5至60nm、优选为10至20nm。另外，每个有机化合物层的导电率为10-15S/cm或更高、10-3S/cm或更低。
在将有机化合物材料用于有机化合物层244的情况下，通过施加激光束等的光学性作用或电气性作用来进行写入数据。此外，在使用掺杂光酸产生剂的共轭高分子材料的情况下，通过光学性作用进行写入数据。无论在上述任何情况下，读出数据不基于有机化合物层244的材料而通过电气性作用来进行。
接下来，对于通过光学性作用来进行写入数据的情况说明。在此情况下，通过使用激光照射装置232从具有透光性的导电层一侧(在此为第二导电层245)向有机化合物层244照射激光束，来进行写入数据。
在将有机化合物材料用于有机化合物层244的情况下，通过照射激光束使有机化合物层244氧化或碳化而绝缘化。结果，激光束所照射的有机元件241的电阻值增加，激光束所没有照射的有机元件241的电阻值没有变化。此外，在使用掺杂光酸产生剂的共役高分子材料的情况下，通过照射激光束使有机化合物层244具有导电性。也就是说，激光束所照射的有机元件241变为具有导电性，而激光束所没有照射的有机元件241没有导电性。
实施例2
在由光进行写入数据的情况下，第一导电层243和第二导电层245的一方或双方具有透光性。具有透光性的导电层由氧化铟锡(ITO)等的透明的导电性材料来形成，或者由不是透明的导电性材料而是透射光的厚度来形成。
有机化合物层244可以使用具有导电性的有机化合物材料。例如可以举出4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(简称：α-NPD)、4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(简称：TPD)、4，4’，4”-三(N、N-二苯基-氨基)-三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-二[N-(4-(N，N-二-m-甲苯氨基)苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DNTPD)等芳香族胺类(即，具有苯环-氮键)的化合物、或者具有高空穴传输性能的物质诸如酞菁(简称：H2Pc)、铜酞菁(CuPc)或氧钒酞菁(简称：VOPc)等酞菁系化合物等。
另外，有机化合物材料还可以使用具有高电子传输性能的材料。例如，可以举出三(8-羟基喹啉)铝(简称：Alq3)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称：Almq3)、二(10-羟基苯并[h]-喹啉)铍(简称：BeBq2)、二(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基苯酚-铝(简称：BAlq)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物等的材料、或者二[2-(2-羟苯基)-苯并
Figure GSB00000539145600111
唑合]锌(简称：Zn(BOX)2)和二[2-(2-羟苯基)-苯并噻唑合]锌(简称：Zn(BTZ)2)等的具有恶唑基或噻唑基配合基的金属络合物等的材料。此外，除了金属络合物，也可用2-(4-联苯基)-5-(4-特-丁基苯基)-1，3，4-二唑(简称：PBD)、1，3-二[5-(p-特-丁基苯基)-1，3，4-二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4-特-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、3-(4-特-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称：p-EtTAZ)、红菲绕啉(简称：BPhen)和红亚铜试剂(简称：BCP)等的化合物等。
另外，有机化合物材料还可以举出4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)-4H-吡喃(简称：DCJT)、4-二氰基亚甲基-2-t-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)-4H-吡喃、呋喃西林、2，5-二氰基-1，4-二(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)苯、N，N’-二甲基喹吖酮(简称：DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-羟基喹啉)铝(简称：Alq3)、9，9’-联蒽、9，10-二苯基蒽(简称：DPA)或9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2，5，8，11-四-t-叔丁基苝(简称：TBP)等。另外，形成分散上述发光材料而构成的层时的基础材料可以使用9，10-二(2-萘基)-2-tert-丁基蒽(简称：t-BuDNA)等的蒽衍生物、4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)等的咔唑衍生物、二[2-(2-羟苯基)吡啶]锌(简称：Znpp2)、二[2-(2-羟苯基)苯并噻唑合]锌(简称：ZnBOX)等的金属络合物。此外，可以使用三(8-羟基喹啉)铝(简称：Alq3)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、二(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基苯酚-铝(简称：BAlq)等。
另外，有机化合物层的材料也可以使用通过施加光性或电气性作用而使电阻变化的材料。例如，可以使用掺杂通过吸收光而产生酸的化合物(光酸产生剂)的共轭高分子。在此，共轭高分子可以使用聚乙炔系、聚亚苯基亚乙烯基系、聚噻吩系、聚苯胺系、聚亚苯基乙炔撑系等。此外，光酸产生剂可以使用芳磺酸盐、芳碘基盐(aryl iodonium salt)、o-硝苄甲苯磺酸盐(nitro benzyl tosylate)、芳磺酸p-硝苄酯、磺酰丙酮苯基酮(sulfonylaceto phenone)、Fe-丙二烯络合物PF6盐等。
上述有机元件241由于具有在一对导电层之间设置有有机化合物层的简单结构，所以制造过程很简单从而可以提供廉价的半导体器件。此外，由于有机元件241是非易失性存储器，不需要内藏用于保持数据的电池，因此可以提供小型、薄型、轻量的半导体器件。另外，通过使用不可逆性的材料作为有机元件241，所以可以写入数据(添写)，但不能进行改写数据。结果，可以提供防止伪造并确保了安全性的半导体器件。
实施例3
接下来，描述通过光学性作用来进行写入数据的情况。在这种情况下，从具有透光性的导电层一侧(在此为第二导电层245)向有机化合物层244照射激光束。在此，选择性地将激光束照射到所希望部分的有机化合物层244而破坏有机化合物层244。被破坏的有机化合物层因被绝缘化，所以与其他部分相比，其电阻变得极大。如此那样，利用照射激光束使中间夹有机化合物层244而设置的两个导电膜之间的电阻发生变化，来进行写入数据。例如，在将没有照射到激光束的有机化合物层作为数据“0”的情况下，当写入数据“1”时，通过选择性地将激光束照射到所希望部分的有机化合物层从而破坏该有机化合物层，结果是使电阻变大。
另外，在使用掺杂了通过吸收光而产生酸的化合物(光酸产生剂)的共轭高分子作为有机化合物层244的情况下，照射激光后，只有被照射的部分导电性增加，没有照射的部分没有导电性。因此，通过选择性地将激光束照射到所希望部分的有机化合物层使有机化合物层的导电性发生变化，来进行写入数据。例如，在将没有被激光束照射的有机化合物层作为数据“0”的情况下，当写入数据“1”时，通过选择性地将激光束照射到所希望部分的有机化合物层来使导电性增加。
在照射激光的情况下，有机化合物层244的电阻的变化虽然基于存储单元的大小，但通过照射直径被缩小为μm级的激光束来实现。例如，当直径为1μm的激光束以10m/sec的速度通过时，一个存储单元所包含的含有有机化合物的层的被激光束照射的时间为100nsec。为了在100nsec这种短的时间内改变其电阻，优选激光功率为10mW、功率密度为10kW/mm2。此外，在选择性地照射激光束的情况下，优选使用脉冲振荡的激光照射装置来进行。
在此，参考图23来简单地描述激光照射装置的例子。激光照射装置2301包括照射激光时执行各种控制的电脑(以下写为PC)2302、输出激光束的激光振荡器2303、激光振荡器2303的电源2304、用于减弱激光束的光学系统(ND滤光器)2305、用于调制激光束的强度的声光调制器(Acousto-OpticModulator；AOM)2306、由用于缩小激光束的截面的透镜以及用于改变光路的反射镜等来构成的光学系统2307、具有X轴台和Y轴台的移动机构2309、将PC输出的控制数据互换为数字模拟的D/A转换部2310、根据D/A转换部输出的模拟电压来控制声光调制器2306的驱动器2311、用于驱动移动机构2309的输出驱动信号的驱动器2312、和将激光束的焦点聚集到被照射物体上的自动聚集机构2313。
激光振荡器2303可以使用能够发出紫外线、可见光或红外线的激光振荡器。尤其是，激光振荡器2303可以是诸如KrF、ArF、XeCl或Xe等的准分子激光振荡器、诸如He、He-Cd、Ar、He-Ne或HF等的气体激光振荡器以及一种固态激光振荡器，其采用掺杂有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的YAG、GdVO4、YVO4、YLF或YAlO3等的晶体。还有，也可以采用诸如GaN、GaAs、GaAlAs或InGaAsP等的半导体激光振荡器。注意，当采用固态激光振荡器时，优选采用基波或二次到五次谐波中的任何一种。
下面描述使用激光照射装置的照射方法。当设置有有机化合物层(未示出)的衬底30安装在移动机构2309之上时，PC 2302用未示出的照相机检测激光所照射的有机化合物层的位置。接着，PC 2302根据检测出的位置数据产生用于移动移动机构2309的移动数据。
然后，通过PC 2302经由驱动器2311控制从声光调制器2306输出的光量，并在光学系统2305衰减激光振荡器2303输出的激光束之后，通过声光调制器2306控制光发射的量以使之成为预先确定的光量。另一方面，声光调制器2306输出的激光束由光学系统2307改变其光路和光斑形状，并在透镜将激光束汇集之后，将该激光束照射到衬底30上。
此时，根据由PC 2302产生的移动数据，进行控制以使移动机构2309沿X方向和Y方向移动。结果，激光束照射到预定区域，并且该激光束的光能量转换成热能量，所以可以选择性地将激光束照射到设置在衬底30上的有机化合物层。注意，在此描述通过移动移动机构2309来进行照射激光的例子，当然可以通过调整光学系统2307来沿X方向和Y方向移动激光束。
如上所述，根据通过照射激光束来进行写入数据的本发明的结构，可以简单地批量制造半导体器件。因此，可以提供廉价的半导体器件。
实施例4
在本实施例中，描述向在衬底上制造的有机元件通过电气性作用来进行写入数据的结果。
有机元件是在衬底上按第一导电层、第一有机化合物层、第二有机化合物层和第二导电层的顺序层叠的元件。对于其材料，第一导电层是氧化硅和氧化铟锡的化合物(也简称为ITSO)，第一有机化合物层是4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(简称为TPD)，第二有机化合物层是4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(简称为α-NPD)，第二导电层是铝。此外，第一有机化合物层形成为10nm的厚度、第二有机化合物层形成为50nm的厚度。注意，有机化合物层的总和厚度为5至60nm、优选为10至20nm。另外，每个有机化合物层的导电率为10-15S/cm或更高、10-3S/cm或更低。
首先，参考图8描述通过电气性作用来进行写入数据之前和通过电气性作用来进行写入数据之后的存储元件的电流电压特性的测定结果。
在图8中，横轴表示电压值、纵轴表示电流值、小区261表示通过电气性作用来写入数据之前的有机元件的电流电压特性、小区262表示通过电气性作用来写入数据之后的有机元件的电流电压特性。如图8所示那样，在写入数据的前后，有机元件的电流电压特性有很大的变化。例如，在施加电压1V时，写入数据之前的电流值是4.8×10-5mA，而写入数据之后的电流值是1.1×102mA。在写入数据的前后电流值变化7位数。
如此那样，在写入数据的前后，有机元件的电阻值有变化。通过由电流值或电压值读出该有机元件的电阻值的变化，从而可以使有机元件作为存储电路发挥作用。
注意，在将如上述那样的有机元件用于存储电路的情况下，当读出数据时每次向有机元件施加预定的电压值(不会短路程度的电压值)，而进行读出其电阻值。因此，上述那样的有机元件的电流电压特性需要具有一个特性，就是即使连续地进行读出动作，即连续地施加预定的电压值，该电流电压特性也不发生变化。
于是，参考图9描述读出数据动作后的有机元件的电流电压特性的测定结果。
注意，在此实验中，进行读出数据的动作时，测定每次的有机元件的电流电压特性。读出数据的动作进行了5次，所以有机元件的电流电压特性的测定也进行了5次。此外，该电流电压特性的测定是针对两种有机元件的，即通过电气性作用写入数据后，电阻值变化的有机元件和电阻值没有变化的有机元件。
在图9中，横轴表示电压值，纵轴表示电流值，小区272表示通过电气性作用进行写入数据而使电阻值变化的有机元件的电流电压特性，小区271表示电阻值没有变化的有机元件的电流电压特性。
由小区271可见，在电压值为1V或更大的情况下，电阻值没有变化的有机元件的电流电压特性显示特别良好的再现性。与此同样，由小区272可见，在电压值为1V或更大的情况下，电阻值发生变化的有机元件的电流电压特性显示特别良好的再现性。
由上述结果可见，即使连续地进行多次读出数据动作，其电流电压特性也没有变化。因此，可以使用上述的有机元件作为存储电路。
实施例5
接下来，图25至27示出在如图28所示的在衬底上形成有机元件的样品1至6中，向有机元件电气性地写入数据时的电流电压特性的测定结果。注意，在此，通过将电压施加到有机元件来使有机元件短路，从而进行写入。有机化合物层的总和厚度为5至60nm、优选为10至20nm。另外，每个有机化合物层的导电率为10-15S/cm或更高、10-3S/cm或更低。
在图25至27中，横轴表示电压、纵轴表示电流密度、小圆圈表示写入数据之前的有机元件的电流电压特性的测定结果、小方块表示写入数据之后的有机元件的电流电压特性的测定结果。此外，样品1至6的水平面的面积为2mm×2mm。
样品1是按第一导电层、第一有机化合物层和第二导电层的顺序层叠的元件。在此如图28A所示那样，用包含氧化硅的ITO来形成第一导电层，用TPD来形成第一有机化合物层，并用铝形成第二导电层。此外，将第一有机化合物层形成为50nm的厚度。图25A示出样品1的电流电压特性的测定结果。
另外，样品2是按第一导电层、第一有机化合物层和第二导电层的顺序层叠的元件。在此如图28B所示那样，用包含氧化硅的ITO来形成第一导电层，用掺杂2，3，5，6-四氟代-7，7，8，8，-四氰基喹啉并二甲烷(简称为F4-TCNQ)的TPD来形成第一有机化合物层，并用铝形成第二导电层。此外，第一有机化合物层以50nm的厚度、并掺杂0.01wt％的F4-TCNQ来形成。图25B示出样品2的电流电压特性的测定结果。
样品3是按第一导电层、第一有机化合物层、第二有机化合物层和第二导电层的顺序层叠的元件。在此如图28C所示那样，用包含氧化硅的ITO来形成第一导电层，用TPD来形成第一有机化合物层，用F4-TCNQ来形成第二有机化合物层，并用铝形成第二导电层。此外，将第一有机化合物层形成为50nm的厚度、并将第二有机化合物层形成为1nm的厚度。图26A示出样品3的电流电压特性的测定结果。
样品4是按第一导电层、第一有机化合物层、第二有机化合物层和第二导电层的顺序层叠的元件。在此如图28D所示那样，用包含氧化硅的ITO来形成第一导电层，用F4-TCNQ来形成第一有机化合物层，用TPD来形成第二有机化合物层，并用铝形成第二导电层。此外，将第一有机化合物层形成为1nm的厚度、并将第二有机化合物层形成为50nm的厚度。图26B示出样品4的电流电压特性的测定结果。
此外，样品5是按第一导电层、第一有机化合物层、第二有机化合物层和第二导电层的顺序层叠的元件。在此如图28E所示那样，用包含氧化硅的ITO来形成第一导电层，用掺杂F4-TCNQ的TPD来形成第一有机化合物层，用TPD来形成第二有机化合物层，并用铝形成第二导电层。此外，第一有机化合物层以40nm的厚度、且掺杂0.01wt％的F4-TCNQ来形成。此外，将第二有机化合物层形成为40nm的厚度。图27A示出样品5的电流电压特性的测定结果。
此外，样品6是按第一导电层、第一有机化合物层、第二有机化合物层和第二导电层的顺序层叠的元件。在此如图28F所示那样，用包含氧化硅的ITO来形成第一导电层，用TPD来形成第一有机化合物层，用掺杂F4-TCNQ的TPD来形成第二有机化合物层，并用铝形成第二导电层。此外，将第一有机化合物层形成为40nm的厚度。此外，第二有机化合物层以40nm的厚度、且掺杂0.01wt％的F4-TCNQ来形成。图27B示出样品6的电流电压特性的测定结果。
从图25至27所示的实验结果中可见，在样品1至6中，在写入数据之前与有机元件的短路前后，有机元件的电流电压特性有很大的变化。另外，在这些样品的有机元件中，每个有机元件短路的电压也有再现性，其误差为0.1v之内。
接下来，在表1中示出样品1至6的写入电压、以及写入前后的特性。
[表1]
写入电压(V)   R(1V)   R(3V)
样品1 8.4   1.9E+07   8.4E+03
样品2 4.4   8.0E+08   2.1E+02
样品3 3.2   8.7E+04   2.0E+02
样品4 5.0   3.7E+04   1.0E+01
样品5 6.1   2.0E+05   5.9E+01
样品6 7.8   2.0E+04   2.5E+02
在表1中，写入电压(V)意味着每个有机元件短路时的施加电压。此外，R(1V)是用将1V的电压施加到写入之前的有机元件时的电流密度，除将1V的电压施加到写入之后的有机元件时的电流密度来得出的数值。与此同样，R(3V)是用将3V的电压施加到写入之前的有机元件时的电流密度除将3V的电压施加到写入之后的有机元件时的电流密度来得出的数值。也就是说，表1表示在写入前后有机元件的电流密度的变化。由此可见，施加1V的电压的情况与施加3V的电压的情况相比，有机元件的电流密度的差距很大，大于104。
实施例6
使用图20A和20B示例性描述通过剥离过程构造柔性ID标签的情况。ID标签包括柔性保护层2001和2003、以及通过剥离过程形成的ID芯片2002。在本实施例中，天线2004不是在ID芯片2002上形成，而是在保护层2003上形成，并且电连接到ID芯片2002。在图20A中，天线2004只在保护层2003上形成，当然也可以在保护层2001上形成。天线2004优选是由银、铜或用它们涂敷的金属来制作。ID芯片2002和天线2004通过使用各向异性导电膜的UV处理来互相连接，但连接方法并不局限于此。
图20B是图20A的截面图。ID芯片2002的厚度是5μm或者更薄，优选的是0.1至3μm。此外，保护层2001和2003各自的厚度，假设保护层2001和2003的总厚度为d，则(d/2)±30μm是优选的，尤其(d/2)±10μm是最优选的。保护层2001和2003各自的厚度优选为10至200μm。ID芯片2002的面积是5mm角或更小，优选的是0.3至4mm角。
保护层2001和2003由有机树脂材料形成，并且具有耐弯曲性的结构。通过剥离过程构成的ID芯片2002本身与单晶半导体相比也是耐弯曲的，因而可以紧密地粘合到保护层2001和2003。夹在保护层2001和2003中间的ID芯片2002还可以设置于另一单独物体的表面上或者内部。也可以嵌入在纸中。
实施例7
使用图19描述ID芯片被附着到弯曲表面的情况，即TFT垂直配置到ID芯片画出的弧形的情况。在图19中示出的ID芯片所包括的TFT中，电流的方向、即漏极-栅极-源极的位置在于同一直线上，以便使受到的应力影响较小。通过采用这样的配置，可以抑制TFT特性的波动。另外，构成TFT的晶体的方向与电流的方向相同。通过由CWLC等形成TFT的晶体，可以使S值为0.35V/dec或更小，(优选的是0.09至0.25V/dec)，并且使迁移率为100cm2/Vs或更多。
在使用这种TFT构成19级环形振荡器的情况下，3至5V的电源电压的振荡频率是1MHz或更大，优选是100MHz或更大。并且使用3至5V的电源电压时，反相器的每一级的延迟时间是26ns，优选是0.26ns或更小。
为了防止由应力破坏TFT等的有源元件，TFT等的有源元件的激活区域(硅岛区域)优选占据整个面积的5至50％。
在TFT等的有源元件不存在的区域中，主要提供基绝缘材料、层间绝缘材料以及布线材料。TFT的激活区域之外的区域优选占据整个面积的60％或更大。
有源元件的激活区域的厚度是20至200nm，典型地是40至170nm，优选地是45至55nm和145至155nm。
此外，当TFT 2401以单体或近于单体的状态配置在半导体器件内(图24A)时，由静电的破坏或由具有剥离步骤的情况下的压力的破坏等容易发生。于是，如在图24B至E所示，通过在TFT的周围配置硅、金属等的伪图案或伪TFT，而可以防止由静电或压力的破坏。图24B表示在TFT 2402的左右配置伪TFT 2403的例子。图24C表示在TFT 2404的上下配置伪TFT 2405的例子。图24D表示在TFT 2406的周围配置伪图案2407的例子。图24E表示在TFT 2408的四周配置伪TFT 2409的例子。
此外，在对象物的表面具有曲面，支撑贴在该曲面的ID芯片的支持体沿根据锥面、柱面等的母线的移动而画出的曲面弯曲的情况下，优选是使TFT的载流子移动的方向与该母线的方向一致。通过采用上述结构，可以抑制因支持体的弯曲而带来的对TFT的特性的影响。另外，通过使岛形的半导体膜的所占集成电路面积的比率为1至30％，可以进一步抑制因支持体的弯曲而带来的对TFT的特性的影响。本实施例可以与上述实施方式或其他实施例组合来使用。
实施例8
在本实施例中，使用图10A到10E和图11A到11C描述将外部天线提供给使用本发明的电路的例子。
图10A说明片状天线包围电路的例子。天线1001形成在衬底1000上，并且与使用本发明的电路1002连接。在图10A中，天线1001包围电路1002，但当然天线1001可以覆盖整个表面并且构成电极的电路1002贴到其上。
图10B说明用细的天线包围电路周围的例子。天线1004形成在衬底1003上，并且使此与使用本发明的电路1005连接。注意，天线的布线只是一个例子，当然不局限于此。
图10C说明提供高频天线的例子。天线1007形成在衬底1006上，并且使此与使用本发明的电路1008连接。
图10D说明提供180°内全方向(可以接收来自任意方向的无线电波)的天线的例子。天线1010形成在衬底1009上，并且使此与使用本发明的电路1011连接。
图10E说明提供长条形形状的天线的例子。天线1013形成在衬底1012上，并且使此与使用本发明的电路1014连接。
可以通过众所周知的方法连接使用本发明的电路和这些天线。例如，可以通过引线接合或者凸起接合来连接天线和电路。或者，可以将芯片化的电路的一侧面用作电极，并且附着到天线。在该方法中，可以通过使用ACF(anisotropic conductive film；各向异性导电薄膜)来将电路附着到天线。
根据接收的频率，天线的适当长度是不同的。通常，天线的长度优选为频率的整数分之一的长度。例如，在频率是2.45GHz的情况下，天线的长度优选为大约60mm(1/2波长)或者大约30mm(1/4波长)。
另外，可以将衬底附着到本发明的电路上，并且在其上形成天线。图11A到11C示出了其中一个例子的俯视图和截面图，在该例中在电路上附着有衬底并且在其上提供螺旋形的天线。1100和1101分别表示上部衬底和天线布线。
注意，本实施例描述的例子仅仅是实例之一，而不是限制天线的形状。本发明可以实施于任何形状的天线。本实施例可以通过将实施方式以及上述实施例1到6自由地组合起来的结构来实现。
实施例9
在本实施例中，本发明的半导体器件可以应用于IC卡、IC标签、RFID、应答器、纸币、有价证券、护照、电子器件、包以及衣服。在此使用图18A到18H描述IC卡、ID标签和ID芯片等的实例。
图18A示出了一种IC卡，除了识别个人身份之外，它还可以用于信用卡或电子货币等，通过使用被内藏的电路中的可重写的存储器，可以不使用现金而进行清算。在此，将使用本发明的电路部分1801组合到IC卡1800中。
图18B示出了一种ID标签，由于可以小型化，除了个人身份识别之外，它还可以用于特定位置上的入口管理等。在此，将使用本发明的电路部分1811组合到ID标签1810中。
图18C示出了在诸如超级市场的零售商店，将ID芯片1822附着到商品1820上来用于商品管理的情况。本发明应用于ID芯片1822中的电路。如此那样，通过使用ID芯片1822，不仅仅简化了库存管理，还可以防止扒窃等的犯罪。在图18C中，为了防止ID芯片1822脱落，使用兼有粘合剂的保护膜1821，当然可以使用粘合剂直接粘合ID芯片1822。另外，考虑到附着到商品的结构，优选使用在实施例2中提到的柔性衬底来形成ID芯片1822。
图18D示出了在制造商品时将用于识别的ID芯片组合到商品中的实例。在图18D中，ID芯片1831组合到显示器的外壳1830中。本发明应用于ID芯片1831中的电路。通过使用这样的结构，可以简化商品的制造商的识别、商品的流通管理等。注意，在此示出显示器的外壳的例子，当然本发明并不局限于此，并且本发明可以应用于各种电子器件和物品中。
图18E示出了用于运输物品的货运标签。在图18E中，ID芯片1841组合到货运标签1840中。本发明应用于I D芯片1841中的电路。通过使用这样的结构，可以简化选择商品的运输目的地和管理商品的流通。注意，在此，货运标签被固定到捆上物品的绳上，当然本发明并不局限于此，该货运标签还可以通过使用密封材料等来直接附着到物品上。
图18F示出组合到书1850中的ID芯片1852。本发明应用于ID芯片1852中的电路。通过使用这样的结构，可以简化书店的流通管理和图书馆的出借管理等。在图18F中，为了防止ID芯片1852脱落，使用兼有粘合剂的保护膜1851来用于粘合，当然可以将ID芯片1852通过粘合剂直接粘合或者组合到书1850的封面中。
图18G示出了组合到纸币1860中的ID芯片1861。本发明应用于ID芯片1861中的电路。通过使用这样的结构，可以容易阻止伪造纸币的流通。注意，为了防止由纸币的特性导致ID芯片1861脱落，优选将I D芯片1861组合到纸币1860中。本发明不局限于纸币，还可以应用于由纸造成的物品，诸如有价证券和护照等。
图18H示出了结合到鞋1870中的ID芯片1872。本发明应用于ID芯片1872中的电路。通过使用这样的结构，可以容易进行商品的制造商的识别、商品的流通管理等。在图18H中，为了防止ID芯片1872脱落，使用兼有粘合剂的保护膜1871，当然可以使用粘合剂直接粘合ID芯片1872或者将此组合到鞋1870中。本发明不局限于此，还可以应用于身边带的物品，诸如衣服和包等。
以下说明为了确保安全性将I D芯片安装到各个物品中的情况。在此，确保安全性意味着防止偷窃或者伪造。
作为防止偷窃的实例，描述将ID芯片安装到包的情况。如图13所示，可以将ID芯片1302安装到包1301中，例如可以将ID芯片安装到其底部或者侧面的一部分。由于ID芯片1302是极薄极小的，所以可以不降低包1301的设计性而安装。此外，ID芯片1302具有透光性，因此，偷窃者难以识别是否安装ID芯片1302。因此，几乎都没有偷窃者拆卸ID芯片1302的担忧。
当这样的带有ID芯片的包被偷窃时，例如通过GPS(全球定位系统)可以获得该包的当前位置信息。注意，GPS系统根据从GPS卫星的信号获得的时间差别来进行定位。
此外，这种偷窃物品之外的遗失物或遗落物，可以通过GPS来获得当前位置的信息。
另外，除了包之外，还可以将ID芯片安装到诸如汽车和自行车等的交通工具、时钟或首饰中。
以下作为防止伪造的实例，说明将ID芯片安装到护照或驾驶执照等的情况。
图14A示出了具有ID芯片的护照1401。在图14A中，ID芯片1402被安装到护照1401的封面，当然它也可以被安装到其他页或封面的表面上，这是因为ID芯片1402具有透光性。或者是，也可以将ID芯片1402夹在封面等的材料中而组合到封面的里面。
图14B示出了具有ID芯片的驾驶执照1403。在图14B中，ID芯片1404被组合到驾驶执照1403中。此外，ID芯片1404由于具有透光性，所以可以设置在驾驶执照1403的印刷面上。例如，将ID芯片1404设置在驾驶执照1403的印刷面上并且由薄膜覆盖。或者是，也可以将ID芯片1404夹在驾驶执照1403等的材料中而组合到其内部。
通过将ID芯片安装到上述的物品中，可以防止伪造。此外，通过将ID芯片安装到上述的包，可以防止伪造。加上，由于使用极薄极小的ID芯片，所以不会降低护照或驾驶执照等的设计性。进一步地，由于ID芯片具有透光性，因此可以安装到其表面上。
另外，可以根据该ID芯片来简化护照或驾驶执照等的管理。进一步地，可以保护个人隐私，因为数据不需要在护照或驾驶执照等直接写入而可以存储在ID芯片中。
使用图15描述了将ID芯片安装到食品等的商品上以用于安全管理的情况。
在此示出了带有ID芯片1503的标签1502以及附着有该标签1502的肉的包装1501。ID芯片1503可以设置在标签1502的表面上，或者组合到标签1502的内部。此外，在使用蔬菜等的新鲜食品的情况下，可以将ID芯片安装到覆盖新鲜食品的保鲜膜上。
ID芯片1503可以存储商品的基本信息，诸如产地、制造商、包装日期和保质期，以及应用信息，诸如使用该商品烹饪的实例。这种基本信息不需要重写，因此优选使用不能重写的存储器诸如MROM或使用了前述的有机元件的存储器等来记录。
另外，对于食品的安全管理，重要的是可以获得加工之前的动物植物的状态。因此，优选将ID芯片嵌入动物植物中，以便通过阅读器获得关于该动物植物的数据。关于动物植物的数据包括饲养地、饲料、饲养者、以及是否感染任何传染病等。
另外，在ID芯片存储商品价格的情况下，与使用条形码的常规方法相比，可以在更短的时间内更简单地进行结账。即，多件具有ID芯片的商品可以一齐结账。注意，在如此读取多个ID芯片的情况下，需要给阅读器装置安装抗冲突功能。
另外，根据ID芯片的通信距离，即使寄存器和商品之间的距离较长时，也有可能对商品结账。该ID芯片还可以用于防止偷窃行为。
另外，ID芯片可以与其他信息媒体诸如条形码和磁带等结合使用。例如，可以将不需要重写的基本信息记录在ID芯片中，而需要更新的数据诸如关于折扣价格或者特价的数据记录在条形码中。这是因为，条形码与ID芯片不同，可以容易地修改其中的数据。
如上所述，因为通过安装ID芯片来可以增加提供给消费者的数据，因此，消费者能够没有顾虑地购买商品。
以下说明将ID芯片安装到啤酒瓶等的商品上，以便用于流通管理的情况。如图16A所示，将ID芯片1602安装到啤酒瓶。例如，可以使用标签1601来安装ID芯片1602。
ID芯片记录基本信息，诸如制造日、制造地以及使用材料等。这样的基本信息不需要被重写，因此可以使用不能重写的存储器诸如MROM或使用了前述有机元件的存储器等来记录。另外，ID芯片存储个体信息，诸如啤酒瓶的搬运目的地和搬运日等。例如，如图16B所示，当各个啤酒瓶1603由传送带1606传送的情况下经过记录器件1605时，可以在内藏于标签1604中的ID芯片1607记录各个搬运目的地和搬运日。这种个体信息可以使用本发明的有机存储器来记录。
另外，优选构成以下系统。也就是说，被购买的商品信息通过网络从搬运目的地传送到物流管理中心时，记录器件或者控制该记录器件的个人计算机根据该商品信息计算搬运目的地或搬运日，然后将此记录到ID芯片。
此外，由于啤酒瓶是成箱搬运的，所以可以在每箱或多箱中安装ID芯片来记录个体信息。
如此有可能记录多个搬运目的地的饮料品，通过安装ID芯片就可以减少手工输入所需要的时间，并且可以降低起因于此的输入错误。进一步，可以减少在物流管理领域中最昂贵的劳动力成本。因此，通过安装ID芯片而能够以错误少而成本低地进行物流管理。
进一步，在搬运目的地可以记录关于啤酒的应用信息，诸如适合啤酒的食品或使用啤酒的烹饪方法等。结果是可以同时兼食品等的广告，从而促进消费者的购买意欲。这样的应用信息优选用本发明的有机存储器来记录。如上所述通过安装ID芯片，可以增加提供给消费者的信息，因此消费者可以没有顾虑地购买商品。
以下描述为了进行制造管理而安装ID芯片的制造品以及根据该ID芯片的数据来被控制的制造器件(制造机器人)。
如今，制作独创商品的情况许多。在这种情况下，生产线根据该独创商品的数据来制造商品。例如，在可以自由地选择门的涂饰颜色的汽车生产线中，将ID芯片安装到汽车的一部分，并且根据该ID芯片具有的数据来控制涂饰装置。如此，可以制作独创的汽车。
也就是说，通过安装ID芯片，不需要预先调整投入到生产线的汽车的顺序以及具有相同颜色的汽车数量。进一步，也不需要设定根据汽车的顺序和数量来控制涂饰装置的程序。也就是说，制造装置可以根据安装到汽车的ID芯片所具有的数据来单独地工作。
如上所述，ID芯片可以在各种地方使用。并且可以从记录在ID芯片中的数据获得关于制造的个体数据，从而可以根据该数据控制制造装置。
接下来描述使用本发明的ID芯片的IC卡用作电子货币的情况。图17中示出了使用IC卡1701来进行结算的情况。IC卡1701具有本发明的ID芯片1702。当利用IC卡1701时使用寄存器1703和阅读器/记录器1704。ID芯片1702存储关于IC卡1701的进款金额的数据。阅读器/记录器1704可以将该数据非接触地读取，然后送到寄存器1703中。寄存器1703确认IC卡1701中的进款金额大于结算金额后，进行结算，并且将结算后的结余数据送到阅读器/记录器1704。阅读器/记录器1704可以在IC卡1701的ID芯片1702中写入该结余数据。
另外，可以给阅读器/记录器1704中附加用于输入密码的键盘1705，以便防止由第三方使用IC卡1701擅自进行结算。注意，本实施例仅仅描述了一些实例，本发明并不限于这些用途。
如上所述，本发明的应用范围极为广泛，可以用作各种物品的个体识别的芯片。另外，本发明可以通过自由地组合上述实施方式以及实施例1至9而实现。
本申请以于2004年10月29日向日本专利局提交的申请序列号为No.2004-317398的日本专利申请为基础，其全部内容引入在此以用作为参考。

Claims (64)

1.一种半导体器件，包括：
多个存储单元，各具有一种结构，其中有机元件的两个端子之一与晶体管的源极和漏极之一连接，以及有机元件的两个端子中的另一个与晶体管的源极和漏极中的另一个连接，以便所述有机元件和所述晶体管并联连接；
串联连接所述多个存储单元的多个存储单元列；以及
在每个所述多个存储单元列的一端提供的、检测每个存储单元列的信号的装置，
其中所述有机元件在第一模式中等同于二极管，其中在该有机元件中没有存储数据，
其中所述有机元件在第二模式中等同于电阻器，其中在该有机元件中存储有数据，
其中将电压施加给第一模式的有机元件，将第一模式不可逆地变为第二模式，从而将数据存储在该有机元件中。
2.根据权利要求1的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层由电子运输材料或空穴运输材料来形成。
3.根据权利要求1的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层具有由照射光来改变其电阻的材料。
4.根据权利要求2的器件，其中，所述有机化合物层通过照射激光来改变其导电性。
5.根据权利要求1的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层包含由施加电压或电流来改变其电阻的材料。
6.根据权利要求1的器件，其中，当写入数据时所述有机元件不可逆地改变其电阻。
7.根据权利要求6的器件，其中，当写入数据时所述有机元件改变其电极之间的距离。
8.根据权利要求2的器件，其中，有机化合物层的导电率为10-15至10-3S/cm。
9.根据权利要求1的器件，其中，所述有机化合物层的厚度为5至60nm。
10.根据权利要求1的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在半导体衬底上。
11.根据权利要求1的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在玻璃衬底上。
12.根据权利要求1的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在可弯曲性衬底上。
13.根据权利要求1的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在SOI衬底上。
14.根据权利要求1的器件，其中，所述晶体管包括薄膜晶体管。
15.具有根据权利要求1的半导体器件的IC卡、IC标签、RFID、应答器、纸币、有价证券、护照、电子器件、包以及衣服。
16.具有根据权利要求1的半导体器件并且至少具有电源电路、时钟产生电路、数据解调电路、数据调制电路、控制电路以及接口电路中的一个的RFID。
17.一种半导体器件，包括：
多个存储单元，各具有一种结构，其中有机元件的两个端子之一与晶体管的源极和漏极之一连接，以及有机元件的两个端子中的另一个与晶体管的源极和漏极中的另一个连接，以便所述有机元件和所述晶体管并联连接；
串联连接所述多个存储单元的多个存储单元列；以及
提供在每个所述多个存储单元列的一端、检测每个存储单元列的信号的装置，以便构成NAND型存储器件，
其中所述有机元件在第一模式中等同于二极管，其中在该有机元件中没有存储数据，
其中所述有机元件在第二模式中等同于电阻器，其中在该有机元件中存储有数据，
其中将电压施加给第一模式的有机元件，将第一模式不可逆地变为第二模式，从而将数据存储在该有机元件中。
18.根据权利要求17的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层由电子运输材料或空穴运输材料来形成。
19.根据权利要求17的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层具有由照射光来改变其电阻的材料。
20.根据权利要求18的器件，其中，所述有机化合物层通过照射激光来改变其导电性。
21.根据权利要求17的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层包含由施加电压或电流来改变其电阻的材料。
22.根据权利要求17的器件，其中，当写入数据时所述有机元件不可逆地改变其电阻。
23.根据权利要求22的器件，其中，当写入数据时所述有机元件改变其电极之间的距离。
24.根据权利要求18的器件，其中，所述有机化合物层的导电率为10-15至10-3S/cm。
25.根据权利要求17的器件，其中，所述有机化合物层的厚度为5至60nm。
26.根据权利要求17的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在半导体衬底上。
27.根据权利要求17的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在玻璃衬底上。
28.根据权利要求17的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在可弯曲性衬底上。
29.根据权利要求17的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在SOI衬底上。
30.根据权利要求17的器件，其中，所述晶体管包括薄膜晶体管。
31.具有根据权利要求17的半导体器件的IC卡、IC标签、RFID、应答器、纸币、有价证券、护照、电子器件、包以及衣服。
32.具有根据权利要求17的半导体器件并且至少具有电源电路、时钟产生电路、数据解调电路、数据调制电路、控制电路以及接口电路中的一个的RFID。
33.一种半导体器件，包括：
多个存储单元，各具有一种结构，其中有机元件的两个端子之一与晶体管的源极和漏极之一连接，以便所述有机元件和所述晶体管串联连接；
并联连接所述多个存储单元的多个存储单元列；以及
提供在每个所述多个存储单元列的一端、检测每个存储单元列的信号的装置，
其中所述有机元件在第一模式中等同于二极管，其中在该有机元件中没有存储数据，
其中所述有机元件在第二模式中等同于电阻器，其中在该有机元件中存储有数据，
其中将电压施加给第一模式的有机元件，将第一模式不可逆地变为第二模式，从而将数据存储在该有机元件中。
34.根据权利要求33的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层由电子运输材料或空穴运输材料来形成。
35.根据权利要求33的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层具有由照射光来改变其电阻的材料。
36.根据权利要求34的器件，其中，所述有机化合物层通过照射激光来改变其导电性。
37.根据权利要求33的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层包含由施加电压或电流来改变其电阻的材料。
38.根据权利要求33的器件，其中，当写入数据时所述有机元件不可逆地改变其电阻。
39.根据权利要求38的器件，其中，当写入数据时所述有机元件改变其电极之间的距离。
40.根据权利要求34的器件，其中，所述有机化合物层的导电率为10-15至10-3S/cm。
41.根据权利要求33的器件，其中，所述有机化合物层的厚度为5至60nm。
42.根据权利要求33的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在半导体衬底上。
43.根据权利要求33的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在玻璃衬底上。
44.根据权利要求33的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在可弯曲性衬底上。
45.根据权利要求33的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在SOI衬底上。
46.根据权利要求33的器件，其中，所述晶体管包括薄膜晶体管。
47.具有根据权利要求33的半导体器件的IC卡、IC标签、RFID、应答器、纸币、有价证券、护照、电子器件、包以及衣服。
48.具有根据权利要求33的半导体器件并且至少具有电源电路、时钟产生电路、数据解调电路、数据调制电路、控制电路以及接口电路中的一个的RFID。
49.一种半导体器件，包括：
多个存储单元，各具有一种结构，其中有机元件的两个端子之一与晶体管的源极和漏极之一连接，以便所述有机元件和所述晶体管串联连接；
并联连接所述多个存储单元的多个存储单元列；以及
提供在每个所述多个存储单元列的一端、检测每个存储单元列的信号的装置，以便构成NOR型存储器件，
其中所述有机元件在第一模式中等同于二极管，其中在该有机元件中没有存储数据，
其中所述有机元件在第二模式中等同于电阻器，其中在该有机元件中存储有数据，
其中将电压施加给第一模式的有机元件，将第一模式不可逆地变为第二模式，从而将数据存储在该有机元件中。
50.根据权利要求49的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层由电子运输材料或空穴运输材料来形成。
51.根据权利要求49的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层具有由照射光来改变其电阻的材料。
52.根据权利要求50的器件，其中，所述有机化合物层通过照射激光来改变其导电性。
53.根据权利要求49的器件，
其中，所述有机元件具有有机化合物层，并且
其中所述有机化合物层具有由施加电压或电流来改变其电阻的材料。
54.根据权利要求49的器件，其中，当写入数据时所述有机元件不可逆地改变其电阻。
55.根据权利要求54的器件，其中，当写入数据时所述有机元件改变其电极之间的距离。
56.根据权利要求50的器件，其中，所述有机化合物层的导电率为10-15至10-3S/cm。
57.根据权利要求49的器件，其中，所述有机化合物层的厚度为5至60nm。
58.根据权利要求49的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在半导体衬底上。
59.根据权利要求49的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在玻璃衬底上。
60.根据权利要求49的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在可弯曲性衬底上。
61.根据权利要求49的器件，其中，所述有机元件以及所述晶体管提供在SOI衬底上。
62.根据权利要求49的器件，其中，所述晶体管包括薄膜晶体管。
63.具有根据权利要求49的半导体器件的IC卡、IC标签、RFID、应答器、纸币、有价证券、护照、电子器件、包以及衣服。
64.具有根据权利要求49的半导体器件并且至少具有电源电路、时钟产生电路、数据解调电路、数据调制电路、控制电路以及接口电路中的一个的RFID。
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