JP2000208724A - Storage element, its drive method and storage device, and image pickup device - Google Patents

Storage element, its drive method and storage device, and image pickup device

Info

Publication number
JP2000208724A
JP2000208724A JP11008169A JP816999A JP2000208724A JP 2000208724 A JP2000208724 A JP 2000208724A JP 11008169 A JP11008169 A JP 11008169A JP 816999 A JP816999 A JP 816999A JP 2000208724 A JP2000208724 A JP 2000208724A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
electrode
insulating film
voltage
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11008169A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Yamada
裕康 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP11008169A priority Critical patent/JP2000208724A/en
Publication of JP2000208724A publication Critical patent/JP2000208724A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/047Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using electro-optical elements

Landscapes

  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To write and delete data in a short time and accurately. SOLUTION: A transparent electrode 10a is formed as the bottom electrode of a double gate memory 11 on a glass substrate 10. A bottom insulation film 11a is formed thereon, and a semiconductor layer 11b made of a-Si is formed corresponding to the position of the bottom electrode. A source electrode 11d and a drain electrode 11e are formed on both sides of the semiconductor layer 11b via an n+Si layer 11c. Furthermore, a top gate insulation film 11f and a top gate electrode 11g are formed sequentially thereon. Both the bottom gate insulation film 11a and top gate insulation film 11f are made of SiN, and the latter has a higher ratio of Si, so that a trap region is formed. A light emitted from an organic EL layer 11a is made to enter the semiconductor layer 11b via the transparent electrode 10a, and carriers (holes and electrons) to be trapped by the trap region is generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光の照射によりデ
ータの書き込み及び消去を高速に行う記憶素子、その駆
動方法及び記憶装置に関する。本発明は、また、このよ
うな記憶素子の機能を利用して構成した撮像装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage element for writing and erasing data at high speed by irradiating light, a driving method thereof, and a storage device. The present invention also relates to an imaging device configured using such a function of the storage element.

【0002】[0002]

【従来の技術】ユーザがデータの書き込みを行うことが
でき、しかもそのデータの消去を電気的に行うことがで
きる不揮発性のメモリ(EEPROM;Electric Erasa
ble Programable Read Only Memory)として、コプラナ
構造と逆スタガ構造とを組み合わせた薄膜トランジスタ
からなるダブルゲートメモリが知られている。
2. Description of the Related Art A non-volatile memory (EEPROM; Electric Erasa) which allows a user to write data and electrically erase the data.
As a ble Programmable Read Only Memory, a double gate memory including a thin film transistor in which a coplanar structure and an inverted staggered structure are combined is known.

【0003】図12は、従来のダブルゲートメモリの構
造を示す断面図である。図示するように、このダブルゲ
ートメモリでは、ガラス基板10上に、アルミニウムか
らなるボトムゲート電極14aが形成されている。ボト
ムゲート電極14aを覆うように、基板10上には、S
iN(窒化シリコン)からなるボトムゲート絶縁膜14
bが形成されている。
FIG. 12 is a sectional view showing the structure of a conventional double gate memory. As shown, in this double gate memory, a bottom gate electrode 14a made of aluminum is formed on a glass substrate 10. S is formed on the substrate 10 so as to cover the bottom gate electrode 14a.
Bottom gate insulating film 14 made of iN (silicon nitride)
b is formed.

【0004】ボトムゲート絶縁膜14bの上には、ボト
ムゲート電極14aに対向してa−Si(アモルファス
シリコン)からなる半導体層14cが形成されており、
半導体層14cの両側には、n+Si層14dを介して
ソース電極14eとドレイン電極14fとが形成されて
いる。これらを覆うようにして、ボトムゲート絶縁膜1
4bの上には、SiNからなるトップゲート絶縁膜14
gが形成されている。トップゲート絶縁膜14gの上
の、半導体層14cと対向する位置には、アルミニウム
からなるトップゲート電極14hが形成されている。
A semiconductor layer 14c made of a-Si (amorphous silicon) is formed on the bottom gate insulating film 14b so as to face the bottom gate electrode 14a.
On both sides of the semiconductor layer 14c, a source electrode 14e and a drain electrode 14f are formed via an n + Si layer 14d. Bottom gate insulating film 1
4b, a top gate insulating film 14 made of SiN
g is formed. A top gate electrode 14h made of aluminum is formed on the top gate insulating film 14g at a position facing the semiconductor layer 14c.

【0005】なお、ボトムゲート電極14aと、トップ
ゲート電極14hとは、それぞれソース電極14eとド
レイン電極14fとの間で、一部重なり合いを持つよう
にして形成されている。また、ボトムゲート絶縁膜14
bは、半導体層14cとの界面近傍において、他の部分
よりもSiの比率が高く、Si:N≒1:1となってお
り、キャリアをトラップするトラップ領域(図中、「−
− − − −」で示す)が形成されている。なお、ボト
ムゲート絶縁膜14bのガラス基板10近傍の領域、及
びトップゲート絶縁膜14gでは、Si:N≒3:4と
なっている。
The bottom gate electrode 14a and the top gate electrode 14h are formed so as to partially overlap the source electrode 14e and the drain electrode 14f, respectively. Also, the bottom gate insulating film 14
b has a higher Si ratio in the vicinity of the interface with the semiconductor layer 14c than in the other portions and has a ratio of Si: N ≒ 1: 1, and has a trap region for trapping carriers (“−” in the figure).
− − − − ”) Is formed. In the region of the bottom gate insulating film 14b near the glass substrate 10 and the top gate insulating film 14g, Si: N : 3: 4.

【0006】次に、このダブルゲートメモリの動作原理
を、図13を参照して説明する。まず、データを消去す
る(0にする)場合には、図13(a)に示すように、
ボトムゲート電極14aとトップゲート電極14hとに
それぞれ−20(V)を印加し、ソース電極14eとド
レイン電極14fとにそれぞれ0(V)を印加する。こ
のとき、半導体層14c内では、ボトムゲート電極14
aとソース電極14eまたはドレイン電極14fとの重
なり部において微量の熱により励起されて正孔が発生す
る。発生した正孔は、ボトムゲート電極14aの−20
(V)によって引き寄せられ、ボトムゲート絶縁膜14
bのトラップ領域にトラップされる。しかしながら、常
温、常圧で半導体層14cで正孔をトラップ領域にトラ
ップさせるには1秒程度かかっていた。
Next, the operating principle of the double gate memory will be described with reference to FIG. First, when data is erased (set to 0), as shown in FIG.
-20 (V) is applied to each of the bottom gate electrode 14a and the top gate electrode 14h, and 0 (V) is applied to each of the source electrode 14e and the drain electrode 14f. At this time, in the semiconductor layer 14c, the bottom gate electrode 14
A small amount of heat excites holes at the overlapping portion of the source electrode 14e or the drain electrode 14f to generate holes. The generated holes correspond to -20 of the bottom gate electrode 14a.
(V), the bottom gate insulating film 14
b is trapped in the trap region. However, it takes about 1 second for holes to be trapped in the trap region in the semiconductor layer 14c at normal temperature and normal pressure.

【0007】次に、データを書き込む(1にする)場合
には、図13(b)に示すように、ボトムゲート電極1
4aに+20(V)、トップゲート電極14hに0
(V)を印加し、ソース電極14eとドレイン電極14
fとにそれぞれ0(V)を印加する。このとき、半導体
層14c内の多数キャリアである電子が、ボトムゲート
電極14aの+20(V)によって引き寄せられ、ボト
ムゲート絶縁膜14bのトラップ領域にトラップされ
る。
Next, when data is written (set to 1), as shown in FIG.
+20 (V) for 4a, 0 for top gate electrode 14h
(V) to apply the source electrode 14e and the drain electrode 14
0 (V) is applied to each of f and f. At this time, electrons as majority carriers in the semiconductor layer 14c are attracted by +20 (V) of the bottom gate electrode 14a and trapped in the trap region of the bottom gate insulating film 14b.

【0008】また、データを読み出す場合には、図13
(c)、(d)に示すように、ボトムゲート電極14a
に+10(V)、トップゲート電極14hに0(V)、
ソース電極14eに0(V)、ドレイン電極14fに+
10(V)を印加する。このとき、データが消去状態と
なっている場合には、図13(c)に示すように、トラ
ップ領域にトラップされている正孔が作る電界によっ
て、またはこのトラップされている正孔が作る電界がボ
トムゲート電極14aの電界を妨げないため、半導体層
14c内にnチャネルが形成される。これにより、ソー
ス電極14eとドレイン電極14fとの間に電流が流
れ、消去状態(0)としてデータを読み出すことができ
る。
[0008] When data is read, FIG.
As shown in (c) and (d), the bottom gate electrode 14a
+10 (V), 0 (V) to the top gate electrode 14h,
0 (V) is applied to the source electrode 14e and + is applied to the drain electrode 14f.
10 (V) is applied. At this time, if the data is in the erased state, as shown in FIG. 13C, the electric field generated by the holes trapped in the trap region or the electric field generated by the trapped holes Does not hinder the electric field of the bottom gate electrode 14a, an n-channel is formed in the semiconductor layer 14c. Thus, a current flows between the source electrode 14e and the drain electrode 14f, and data can be read as the erased state (0).

【0009】一方、データが書き込み状態(1)となっ
ている場合には、図13(d)に示すように、ボトムゲ
ート電極14aに正の電圧を印加してもトラップ領域に
トラップされている電子が作る電界によって阻害され、
半導体層14c内のnチャネルがピンチオフされる。す
なわち、連続したnチャネルが形成されていない状態と
なる。これにより、ソース電極14eとドレイン電極1
4fとの間に電位差があっても、電流が流れることはな
く、書き込み状態(1)としてデータを読み出すことが
できる。
On the other hand, when the data is in the written state (1), as shown in FIG. 13D, even if a positive voltage is applied to the bottom gate electrode 14a, it is trapped in the trap region. Disturbed by the electric field created by the electrons,
The n-channel in the semiconductor layer 14c is pinched off. That is, a state in which a continuous n-channel is not formed is obtained. As a result, the source electrode 14e and the drain electrode 1
Even if there is a potential difference with respect to 4f, current does not flow and data can be read in the write state (1).

【0010】ところで、半導体層14c内のnチャネル
の形成には、ボトムゲート電極14aに印加されたボト
ムゲート電圧VBGの+10(V)による電界と、ボトム
ゲート絶縁膜14bのトラップ領域にトラップされた電
荷による電界との双方が影響する。このため、図14の
電流−電圧特性図に示すように、ソース電極14eとド
レイン電極14fとの間に電位差Vdを+10(V)と
し、半導体層14cのチャネル長を10μm、チャネル
幅を100μmとし、トップゲート電極14hに印加さ
れたトップゲート電圧VTGを矢印の方向にシフトすると
このようなダブルゲートメモリでは読み出し電流にヒス
テリシスが生じていた。トップゲート電極14hにトッ
プゲート電圧VTGが印加されると、このヒステリシスに
より消去後と書き込み後で流れるドレイン電流Idに差
が生じ、この差による電圧差を検出することにより消去
状態であるか書き込み状態であるかを判断するが、半導
体層14cのチャネルが形成される領域がボトムゲート
絶縁膜14bのトラップ領域に近接しているため、トラ
ップ領域でトラップされたキャリアがチャネルにより減
少してしまい、図14に破線で示すように、特に消去後
のトラップされた正孔が減少してしまうため、読み出し
時のドレイン電流Idの差が小さくなり、検出精度が悪
くなるといった問題があった。
In forming the n-channel in the semiconductor layer 14c, an electric field generated by +10 (V) of the bottom gate voltage VBG applied to the bottom gate electrode 14a and a trap region in the bottom gate insulating film 14b are trapped. Both the electric field due to the electric charge has an effect. Therefore, as shown in the current-voltage characteristic diagram of FIG. 14, the potential difference Vd between the source electrode 14e and the drain electrode 14f is +10 (V), the channel length of the semiconductor layer 14c is 10 μm, and the channel width is 100 μm. When the top gate voltage VTG applied to the top gate electrode 14h is shifted in the direction of the arrow, hysteresis occurs in the read current in such a double gate memory. When the top gate voltage VTG is applied to the top gate electrode 14h, the hysteresis causes a difference in the drain current Id flowing after erasing and after writing. However, since the region of the semiconductor layer 14c where the channel is formed is close to the trap region of the bottom gate insulating film 14b, carriers trapped in the trap region are reduced by the channel. As indicated by the broken line in FIG. 14, the trapped holes after erasing are particularly reduced, so that there is a problem that the difference in the drain current Id at the time of reading is reduced and the detection accuracy is deteriorated.

【0011】また、データを消去状態(0)は、ボトム
ゲート絶縁膜14bのトラップ領域に正孔をトラップす
ることによってなされるが、トラップすべき正孔は、熱
励起で発生させなければならない。このため、十分な量
の正孔を発生させるまでに時間がかかり、多数キャリア
である電子をトラップ領域に注入するデータの書き込み
の場合に比べて、データの書き込みには2桁以上の時間
差が生じていた。このため、このようなダブルゲートメ
モリを使用した記憶素子は、現実的な実用化が困難であ
った。
The data erase state (0) is achieved by trapping holes in the trap region of the bottom gate insulating film 14b. The holes to be trapped must be generated by thermal excitation. For this reason, it takes time to generate a sufficient amount of holes, and there is a time difference of two digits or more in data writing as compared with data writing in which electrons, which are majority carriers, are injected into the trap region. I was Therefore, it has been difficult to practically use a storage element using such a double-gate memory.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、精度の高い
データの書き込み、消去共に短時間で行うことができる
記憶素子、その駆動方法及び記憶装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a storage element, a driving method thereof, and a storage device which can perform both writing and erasing of data with high accuracy in a short time.

【0013】本発明は、また、このような記憶素子を撮
像素子としても用いることによって、様々な量産化メリ
ットを得ることができる撮像装置を提供することを目的
とする。
Another object of the present invention is to provide an image pickup apparatus which can obtain various mass production advantages by using such a storage element also as an image pickup element.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の観点にかかる記憶素子は、データの
消去、書き込みまたは読み出しのそれぞれに応じた所定
の電圧が供給される第1ゲート電極と、前記第1ゲート
電極上に形成された第1ゲート絶縁膜と、入射された光
によって励起されて内部にキャリアを発生し、前記第1
ゲート電極に供給された電圧によってチャネルを形成す
る半導体層と、供給された電圧に応じて、前記半導体層
に形成されたチャネルを通じて電流を流させるドレイン
電極及びソース電極と、前記半導体層並びに前記ドレイ
ン電極及びソース電極の上に形成され、前記半導体層と
の界面において前記半導体層内に発生したキャリアをト
ラップするトラップ領域を形成する第2ゲート絶縁膜
と、前記第2ゲート絶縁膜上の前記半導体層に対応する
位置に形成され、データの消去、書き込みまたは読み出
しのそれぞれに応じた所定の電圧が供給され、供給され
た電圧に応じて前記半導体層内のキャリアを前記第2ゲ
ート絶縁膜のトラップ領域にトラップさせる第2ゲート
電極と、供給された電圧に従って発光し、前記半導体層
に光を入射させる発光素子とを備えることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a storage element according to a first aspect of the present invention has a first element to which a predetermined voltage corresponding to each of data erasing, writing, and reading is supplied. A gate electrode, a first gate insulating film formed on the first gate electrode, and a carrier generated inside by being excited by incident light;
A semiconductor layer that forms a channel by a voltage supplied to the gate electrode; a drain electrode and a source electrode that allow a current to flow through a channel formed in the semiconductor layer according to the supplied voltage; the semiconductor layer and the drain A second gate insulating film formed on an electrode and a source electrode and forming a trap region for trapping carriers generated in the semiconductor layer at an interface with the semiconductor layer; and the semiconductor on the second gate insulating film. A predetermined voltage is formed at a position corresponding to the layer, and a predetermined voltage corresponding to each of data erasing, writing or reading is supplied, and carriers in the semiconductor layer are trapped in the second gate insulating film according to the supplied voltage. A second gate electrode to be trapped in a region, and a light emitting device that emits light in accordance with a supplied voltage and makes light incident on the semiconductor layer. Characterized in that it comprises an element.

【0015】上記記憶素子では、第2ゲート絶縁膜のト
ラップ領域にトラップされているキャリアが正孔か電子
かによって、データの読み出しに応じた電圧を第2ゲー
ト電極と第1ゲート電極に供給したときに、キャリアの
電荷のために半導体層内にチャネルが形成されたり、さ
れなかったりする。すなわち、トラップされるキャリア
の種類により、データの読み出し時においてドレイン電
極とソース電極との間を電流が流れるかどうか決まるの
で、データが消去状態となっているか書き込み状態とな
っているかを読み出すことができる。ここで、トラップ
領域にトラップされるキャリアは、発光素子が発光した
光を入射させることによって半導体層内に迅速に発生さ
れるので、熱励起により発生するキャリアの量に比べて
多く、データの消去或いは書き込みが高速で行えるよう
になる。正孔をトラップさせるために第2ゲート電極に
印加される電圧及び時間は、+20(V)以上で数ns
〜数十ns程度の時間があればよい。電子をトラップさ
せるために第2ゲート電極に印加される電圧及び時間
は、−20(V)以下で0.1ms〜数ms程度の時間
があればよい。
In the above storage element, a voltage corresponding to data reading is supplied to the second gate electrode and the first gate electrode depending on whether carriers trapped in the trap region of the second gate insulating film are holes or electrons. Sometimes, a channel is formed or not in the semiconductor layer due to carrier charge. That is, the type of carriers to be trapped determines whether or not a current flows between the drain electrode and the source electrode when reading data. Therefore, it is possible to read whether data is in an erased state or a written state. it can. Here, carriers trapped in the trap region are quickly generated in the semiconductor layer by making the light emitted by the light emitting element incident thereon, so that the number of carriers is larger than the amount of carriers generated by thermal excitation, so that data is erased. Alternatively, writing can be performed at high speed. The voltage and time applied to the second gate electrode for trapping holes are +20 (V) or more and several ns.
A time of about tens ns is sufficient. The voltage and time applied to the second gate electrode for trapping electrons may be -20 (V) or less and about 0.1 ms to several ms.

【0016】上記記憶素子において、前記第1ゲート絶
縁膜と第2ゲート絶縁膜とは、例えば、窒化シリコンに
よって構成されたものとすることができる。この場合、
前記第2ゲート絶縁膜の窒化シリコンの組成は、前記第
1ゲート絶縁膜に比べてシリコンの比率が高くなるもの
とすることによって、第2ゲート絶縁膜に前記のトラッ
プ領域を形成することができる。
In the above-mentioned storage element, the first gate insulating film and the second gate insulating film may be made of, for example, silicon nitride. in this case,
The trap region can be formed in the second gate insulating film by setting the composition of silicon nitride in the second gate insulating film such that the proportion of silicon is higher than that in the first gate insulating film. .

【0017】上記記憶素子において、前記半導体層は、
例えば、電子を多数キャリアとするアモルファスシリコ
ンによって構成されたものとすることができる。この場
合、前記半導体層は、前記第1ゲート電極に供給された
電圧に応じて、前記第2ゲート電極との界面の反対側に
チャネルを形成するものとすることができる。
In the above memory element, the semiconductor layer is
For example, it may be made of amorphous silicon having electrons as majority carriers. In this case, the semiconductor layer may form a channel on the opposite side of the interface with the second gate electrode according to the voltage supplied to the first gate electrode.

【0018】この構造のために、チャネルがトラップ領
域にトラップされたキャリアを消失させることがなく、
安定したヒステリシスループを得ることができる。
Due to this structure, the channel does not lose the carriers trapped in the trap region,
A stable hysteresis loop can be obtained.

【0019】上記記憶素子において、前記第1ゲート電
極は、前記第1ゲート絶縁膜の外部にまで伸延する透明
電極によって構成され、前記発光素子は、前記透明電極
を介して発光した光を前記半導体層に入射させるものと
してもよい。
In the above storage element, the first gate electrode is constituted by a transparent electrode extending to the outside of the first gate insulating film, and the light emitting element transmits light emitted through the transparent electrode to the semiconductor. The light may be incident on the layer.

【0020】この場合、前記第1ゲート電極の外部にま
で伸延した部分は、前記発光素子の一方の電極を兼ねる
ものとすることができる。
In this case, a portion extending to the outside of the first gate electrode can also serve as one electrode of the light emitting element.

【0021】上記記憶素子において、前記第2ゲート電
極は、また、前記発光素子の一方の電極を兼ねる透明電
極によって構成され、前記発光素子は、前記透明電極を
介して発光した光を前記半導体層に入射させるものとす
ることができる。
In the above memory element, the second gate electrode is constituted by a transparent electrode also serving as one electrode of the light emitting element, and the light emitting element transmits light emitted through the transparent electrode to the semiconductor layer. Can be incident.

【0022】上記記憶素子では、例えば、前記第2ゲー
ト絶縁膜のトラップ領域に正孔がトラップされている状
態をデータの消去状態とし、前記第2ゲート絶縁膜のト
ラップ領域に電子がトラップされている状態をデータの
書き込み状態とすることができる。
In the storage element, for example, a state in which holes are trapped in the trap region of the second gate insulating film is a data erased state, and electrons are trapped in the trap region of the second gate insulating film. The state in which data is written can be a data write state.

【0023】上記目的を達成するため、本発明の第2の
観点にかかる記憶素子の駆動方法は、データの消去、書
き込みまたは読み出しのそれぞれに応じた所定の電圧が
供給される第1ゲート電極と、前記第1ゲート電極上に
形成された第1ゲート絶縁膜と、入射された光によって
励起されて内部にキャリアを発生し、前記第1ゲート電
極に供給された電圧によってチャネルを形成する半導体
層と、供給された電圧に応じて、前記半導体層に形成さ
れたチャネルを通じて電流を流させるドレイン電極及び
ソース電極と、前記半導体層並びに前記ドレイン電極及
びソース電極の上に形成され、前記半導体層との界面に
おいて前記半導体層内に発生したキャリアをトラップす
るトラップ領域を形成する第2ゲート絶縁膜と、前記第
2ゲート絶縁膜上の前記半導体層に対応する位置に形成
され、データの消去、書き込みまたは読み出しのそれぞ
れに応じた所定の電圧が供給され、供給された電圧に応
じて前記半導体層内のキャリアを前記第2ゲート絶縁膜
のトラップ領域にトラップさせる第2ゲート電極と、供
給された電圧に従って発光し、前記半導体層に光を入射
させる発光素子とを備える記憶素子の前記発光素子を発
光させて前記半導体層に光を入射させると共に、該入射
された光によって発生したキャリアのうちの正孔または
電子の一方を前記第2ゲート絶縁膜のトラップ領域にト
ラップさせるための電圧を前記第2ゲート電極に供給し
て、前記記憶素子をデータの消去状態とさせるデータ消
去ステップと、前記発光素子を発光させて前記半導体層
に光を入射させると共に、該入射された光によって発生
したキャリアのうちの正孔または電子の他方を前記第2
ゲート絶縁膜のトラップ領域にトラップさせるための電
圧を前記第2ゲート電極に供給して、前記記憶素子をデ
ータの書き込み状態とさせるデータ書き込みステップ
と、前記ドレイン電極と前記ソース電極とに所定の電圧
を印加し、前記半導体層を介して流れる電流によって変
化する電圧を読み出すことで、前記記憶素子に記憶され
ているデータを読み出すデータ読み出しステップとを含
むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for driving a storage element according to a second aspect of the present invention comprises a first gate electrode to which a predetermined voltage is supplied according to each of data erasing, writing and reading. A first gate insulating film formed on the first gate electrode, and a semiconductor layer which is excited by incident light to generate carriers therein and forms a channel by a voltage supplied to the first gate electrode And, according to the supplied voltage, a drain electrode and a source electrode that cause a current to flow through a channel formed in the semiconductor layer, and the semiconductor layer is formed on the semiconductor layer and the drain electrode and the source electrode. A second gate insulating film forming a trap region for trapping carriers generated in the semiconductor layer at an interface of the second gate insulating film; A predetermined voltage is formed at a position corresponding to the semiconductor layer, and a predetermined voltage is supplied according to each of data erasing, writing, and reading, and carriers in the semiconductor layer are transferred to the second gate insulating film according to the supplied voltage. A light-emitting element of a memory element including a second gate electrode trapped in a trap region of the light-emitting element and a light-emitting element that emits light according to a supplied voltage and causes light to enter the semiconductor layer; Supplying a voltage for trapping one of holes or electrons of carriers generated by the incident light into a trap region of the second gate insulating film to the second gate electrode; A data erasing step of causing the element to be in a data erasing state; and causing the light emitting element to emit light so that light is incident on the semiconductor layer. Said second holes or electrons of the other among the carriers generated by light
Supplying a voltage for trapping in the trap region of the gate insulating film to the second gate electrode to cause the storage element to be in a data write state; and applying a predetermined voltage to the drain electrode and the source electrode. And reading a voltage that changes with a current flowing through the semiconductor layer to read data stored in the storage element.

【0024】上記目的を達成するため、本発明の第3の
観点にかかる記憶装置は、データの消去、書き込みまた
は読み出しのそれぞれに応じた所定の電圧が供給される
第1ゲート電極と、前記第1ゲート電極上に形成された
第1ゲート絶縁膜と、入射された光によって励起されて
内部にキャリアを発生し、前記第1ゲート電極に供給さ
れた電圧によってチャネルを形成する半導体層と、供給
された電圧に応じて、前記半導体層に形成されたチャネ
ルを通じて電流を流させるドレイン電極及びソース電極
と、前記半導体層並びに前記ドレイン電極及びソース電
極の上に形成され、前記半導体層との界面において前記
半導体層内に発生したキャリアをトラップするトラップ
領域を形成する第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶
縁膜上の前記半導体層に対応する位置に形成され、デー
タの消去、書き込みまたは読み出しのそれぞれに応じた
所定の電圧が供給され、供給された電圧に応じて前記半
導体層内のキャリアを前記第2ゲート絶縁膜のトラップ
領域にトラップさせる第2ゲート電極とを備える記憶素
子が複数形成されたメモリパネルと、供給された電圧に
従って発光し、前記半導体層に光を入射させる発光素子
と、データを消去または書き込むべき記憶素子に対応す
る発光素子を選択して発光させる選択手段と、前記選択
手段により発光素子が発光した光によって半導体層内に
発生したキャリアのうちの正孔または電子の一方を前記
第2ゲート絶縁膜のトラップ領域にトラップさせるため
の電圧を前記第2ゲート電極に供給し、データの消去状
態とする消去手段と、前記選択手段により発光素子が発
光した光によって半導体層内に発生したキャリアのうち
の正孔または電子の他方を前記第2ゲート絶縁膜のトラ
ップ領域にトラップさせるための電圧を前記第2ゲート
電極に供給し、データの書き込み状態とする書き込み手
段と、データの読み出し対象となる記憶素子の前記ドレ
イン電極と前記ソース電極との間に所定の電圧を印加
し、前記半導体層を介して流れる電流によって変化する
電圧を読み出すことで、対応する記憶素子からデータを
読み出す読み出し手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a storage device according to a third aspect of the present invention comprises a first gate electrode to which a predetermined voltage is supplied according to each of data erasing, writing, and reading, A first gate insulating film formed on one gate electrode, a semiconductor layer that is excited by incident light to generate carriers therein and forms a channel by a voltage supplied to the first gate electrode; A drain electrode and a source electrode that allow a current to flow through a channel formed in the semiconductor layer in accordance with the applied voltage; and a drain electrode and a source electrode formed on the semiconductor layer and the drain electrode and the source electrode, and at an interface with the semiconductor layer. A second gate insulating film forming a trap region for trapping carriers generated in the semiconductor layer; and a semiconductor on the second gate insulating film. A predetermined voltage is formed at a position corresponding to the layer, and a predetermined voltage corresponding to each of data erasing, writing or reading is supplied, and carriers in the semiconductor layer are trapped in the second gate insulating film according to the supplied voltage. A memory panel in which a plurality of storage elements each including a second gate electrode trapped in a region are formed; a light-emitting element which emits light according to a supplied voltage and causes light to enter the semiconductor layer; and a storage element in which data is to be erased or written. Selecting means for selecting a light emitting element corresponding to the light emitting element, and emitting one of holes or electrons among carriers generated in the semiconductor layer by the light emitted from the light emitting element by the selecting means. Erasing means for supplying a voltage for trapping in a trap region to the second gate electrode to bring the data into an erased state; Supplying a voltage to the second gate electrode to trap the other of the holes or the electrons of the carriers generated in the semiconductor layer by the light emitted by the light emitting element to the trap region of the second gate insulating film; A writing unit for writing data, a predetermined voltage is applied between the drain electrode and the source electrode of a storage element from which data is to be read, and a voltage that changes according to a current flowing through the semiconductor layer is applied. Reading means for reading data from a corresponding storage element by reading.

【0025】上記記憶装置では、各記憶素子がデータの
消去状態であるか書き込み状態であるかは、トラップ領
域にトラップされるキャリアの種類によって決まるが、
いずれのキャリアをトラップ領域にトラップさせるか
は、消去手段または書き込み手段が第2ゲート電極に供
給する電圧に応じて決まる。ここで、トラップ領域にト
ラップされるキャリアは、発光素子が発光した光を入射
させることによって半導体層内に発生されるので、デー
タの消去或いは書き込みが高速で行えるようになる。
In the above storage device, whether each storage element is in the data erased state or the written state is determined by the type of carriers trapped in the trap region.
Which carrier is trapped in the trap region depends on the voltage supplied to the second gate electrode by the erasing means or the writing means. Here, carriers trapped in the trap region are generated in the semiconductor layer by making light emitted by the light emitting element incident thereon, so that data can be erased or written at high speed.

【0026】上記目的を達成するため、本発明の第4の
観点にかかる撮像装置は、選択的に所定の電圧が供給さ
れる第1ゲート電極と、前記第1ゲート電極上に形成さ
れた第1ゲート絶縁膜と、入射された光によって励起さ
れて内部にキャリアを発生し、前記第1ゲート電極に供
給された電圧によってチャネルを形成する半導体層と、
供給された電圧に応じて、前記半導体層に形成されたチ
ャネルを通じて電流を流させるドレイン電極及びソース
電極と、前記半導体層並びに前記ドレイン電極及びソー
ス電極の上に形成され、前記半導体層との界面において
前記半導体層内に発生したキャリアをトラップするトラ
ップ領域を形成する第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲー
ト絶縁膜上の前記半導体層に対応する位置に形成され、
選択的に所定の電圧が供給され、供給された電圧に応じ
て前記半導体層内のキャリアを前記第2ゲート絶縁膜の
トラップ領域にトラップさせる第2ゲート電極とを備え
る記憶素子が所定の配列で配置されたメモリパネルと、
発光することによりすべての半導体層にキャリアを発生
させる全発光手段と、撮像対象の光像を、前記メモリパ
ネル上に結像させる結像手段と、前記結像手段により撮
像対象の光像が前記メモリパネル上に結像されている光
像によって半導体層内に発生したキャリアのうちの正孔
または電子の一方を前記第2ゲート絶縁膜のトラップ領
域にトラップさせるための電圧を、前記第2ゲート電極
に供給する書き込み手段と、前記ドレイン電極と前記ソ
ース電極との間に所定の電圧を印加し、前記半導体層を
介して流れる電流によって変化する電圧を、各記憶素子
について順次読み出す読み出し手段とを備えることを特
徴とする。
To achieve the above object, an imaging apparatus according to a fourth aspect of the present invention comprises a first gate electrode to which a predetermined voltage is selectively supplied, and a first gate electrode formed on the first gate electrode. (1) a gate insulating film, a semiconductor layer which is excited by incident light to generate carriers therein and forms a channel by a voltage supplied to the first gate electrode;
A drain electrode and a source electrode that allow a current to flow through a channel formed in the semiconductor layer in accordance with the supplied voltage; and an interface formed on the semiconductor layer and the drain electrode and the source electrode, and A second gate insulating film forming a trap region for trapping carriers generated in the semiconductor layer, and formed at a position corresponding to the semiconductor layer on the second gate insulating film;
A predetermined voltage is selectively supplied, and a second gate electrode for trapping carriers in the semiconductor layer in a trap region of the second gate insulating film according to the supplied voltage is provided in a predetermined arrangement. The arranged memory panel,
An all-light emitting unit that generates carriers in all semiconductor layers by emitting light, an imaging unit that forms an optical image of an imaging target on the memory panel, and an optical image of the imaging target that is formed by the imaging unit. A voltage for trapping one of holes or electrons among carriers generated in the semiconductor layer by a light image formed on the memory panel in the trap region of the second gate insulating film is applied to the second gate insulating film. Writing means for supplying an electrode; and reading means for applying a predetermined voltage between the drain electrode and the source electrode, and sequentially reading a voltage that changes according to a current flowing through the semiconductor layer for each storage element. It is characterized by having.

【0027】上記撮像装置では、全発光手段によってす
べての記憶素子の半導体層に光を入射させ、その前にト
ラップされていたキャリアを消去するために全発光手段
が発光してトラップされたキャリアを迅速に除去させる
ために半導体層にキャリアを生成するので迅速且つ感度
よく指紋等をセンスすることができる。また、結像手段
によってメモリパネル上に結像された光の明暗によっ
て、メモリパネル上の記憶素子がデータの書き込み状態
とされる。そして、読み出し手段によって各記憶素子か
ら読み出したデータが書き込み状態かそうでないかによ
って、撮像対象の画像を2値画像として得ることができ
る。すなわち、上記撮像装置は、発光素子の発光の制御
方法、第2ゲート電極及び第1ゲート電極へ供給する電
圧の制御方法を変えるだけで、第3の観点にかかる記憶
装置と実質的に同一の構成とすることができるので、部
品の共通化による様々な量産メリットを得ることができ
る。
In the above-described image pickup apparatus, light is incident on the semiconductor layers of all storage elements by the all light emitting means, and the trapped carriers are emitted by the all light emitting means in order to erase the carriers trapped before. Since carriers are generated in the semiconductor layer for rapid removal, fingerprints and the like can be sensed quickly and with high sensitivity. Further, the storage element on the memory panel is set in a data writing state by the brightness of the light formed on the memory panel by the imaging means. Then, the image to be imaged can be obtained as a binary image depending on whether the data read from each storage element by the reading means is in the written state or not. That is, the imaging device is substantially the same as the storage device according to the third aspect only by changing the method of controlling the light emission of the light emitting element and the method of controlling the voltage supplied to the second gate electrode and the first gate electrode. Since the configuration can be adopted, various mass production advantages can be obtained by sharing parts.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0029】[第1の実施の形態]この実施の形態で
は、電気的にデータの書き込み及び消去を行うことがで
きる不揮発性の記憶素子(EEPROM)及び装置に、
本発明を適用した場合について説明する。
[First Embodiment] In this embodiment, a nonvolatile storage element (EEPROM) and a device capable of electrically writing and erasing data include:
The case where the present invention is applied will be described.

【0030】図1は、この実施の形態にかかる記憶装置
の構成を示すブロック図である。図示するように、この
記憶装置は、メモリパネル1と、W/E/R(Write/Er
ase/Read)選択ドライバ2と、EL駆動電源回路3と、
S/P(シリアル/パラレル)変換器4と、バッファ5
と、R(Read)選択ドライバ6と、バッファ7と、P/
S(パラレル/シリアル)変換器8と、制御部9とから
構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the storage device according to this embodiment. As shown, the storage device includes a memory panel 1 and a W / E / R (Write / Er).
ase / Read) selection driver 2, EL drive power supply circuit 3,
S / P (serial / parallel) converter 4 and buffer 5
, R (Read) selection driver 6, buffer 7, P /
It comprises an S (parallel / serial) converter 8 and a control unit 9.

【0031】メモリパネル1は、メモリセル部1Aと光
アドレス部1Bとからなる。メモリセル部1Aには、デ
ータの電気的な書き込み、消去が可能な不揮発性の記憶
素子であるダブルゲートメモリ11がマトリクス状に配
置されている。このマトリクスの1ラインが、1ワード
分のデータに対応する。ダブルゲートメモリ11は、後
で詳しく説明するように、ボトムゲートとトップゲート
という2つのゲートを有するトランジスタによって構成
されている。
The memory panel 1 includes a memory cell section 1A and an optical address section 1B. In the memory cell section 1A, a double gate memory 11, which is a nonvolatile storage element capable of electrically writing and erasing data, is arranged in a matrix. One line of this matrix corresponds to one word of data. The double gate memory 11 is configured by a transistor having two gates, a bottom gate and a top gate, as described later in detail.

【0032】ダブルゲートメモリ11のボトムゲート
は、ボトムゲートラインBGLを介してW/E/R選択
ドライバ2に接続されている。トップゲートは、トップ
ゲートラインTGLを介してバッファ5に接続されてい
る。ソースは、ソースラインSLを介してバッファ7に
接続されている。ドレインは、ドレインラインDLを介
してR選択ドライバ6に接続されている。ダブルゲート
メモリ11の構造、及びダブルゲートメモリ11のデー
タの書き込み、消去、読み出しについては、詳しく後述
する。
The bottom gate of the double gate memory 11 is connected to the W / E / R selection driver 2 via a bottom gate line BGL. The top gate is connected to the buffer 5 via a top gate line TGL. The source is connected to the buffer 7 via the source line SL. The drain is connected to the R selection driver 6 via the drain line DL. The structure of the double gate memory 11 and writing, erasing, and reading of data in the double gate memory 11 will be described later in detail.

【0033】一方、光アドレス部1Bには、ダブルゲー
トメモリ11のライン(ワード)に対応して、有機EL
素子12が設けられている。有機EL素子12のアノー
ドは、ダブルゲートメモリ11のボトムゲートと同様
に、ボトムゲートラインBGLを介してW/E/R選択
ドライバ2に接続されている。有機EL素子12のカソ
ードは、カソードラインCLを介してEL駆動電源回路
3に接続されている。なお、有機EL素子12が発した
光は、後述するように、同一のラインのダブルゲートメ
モリ11のボトムゲートに入射される。
On the other hand, in the optical address section 1B, an organic EL is provided corresponding to the line (word) of the double gate memory 11.
An element 12 is provided. The anode of the organic EL element 12 is connected to the W / E / R selection driver 2 via the bottom gate line BGL, similarly to the bottom gate of the double gate memory 11. The cathode of the organic EL element 12 is connected to the EL drive power supply circuit 3 via the cathode line CL. The light emitted from the organic EL element 12 is incident on the bottom gate of the double gate memory 11 on the same line as described later.

【0034】W/E/R選択ドライバ2は、制御部9か
らの制御信号W/E/Rcntに従って、データの消
去、書き込み、或いは読み出しの場合に、それぞれ所定
の電圧をボトムゲートラインBGLを介してダブルゲー
トメモリ11のボトムゲート、及び有機EL素子12の
アノードに供給する。データの消去と書き込みの場合に
W/E/R選択ドライバ2からボトムゲートラインBG
Lに出力される電圧は、消去または書き込みを行うライ
ンで0(V)、それ以外のラインで−5(V)となる。
データの読み出しの場合にW/E/R選択ドライバ2か
らボトムゲートラインBGLに出力される電圧は、読み
出しを行うラインで+10(V)、それ以外のラインで
0(V)となる。
According to a control signal W / E / Rcnt from the control unit 9, the W / E / R selection driver 2 applies a predetermined voltage via the bottom gate line BGL when erasing, writing, or reading data. To the bottom gate of the double gate memory 11 and the anode of the organic EL element 12. In the case of erasing and writing data, the W / E / R selection driver 2 sends a signal to the bottom gate line BG
The voltage output to L is 0 (V) on the line on which erasing or writing is performed, and -5 (V) on the other lines.
In the case of reading data, the voltage output from the W / E / R selection driver 2 to the bottom gate line BGL is +10 (V) on the line for reading and 0 (V) on the other lines.

【0035】EL駆動電源回路3は、制御部9からの制
御信号ELcntに従って、ダブルゲートメモリ11に
データの消去または書き込みを行う場合に有機EL素子
12を発光させるための電圧、例えば、−5(V)をカ
ソードラインCLを介して有機EL素子12のカソード
に供給する。また、データの読み出しの場合には、EL
駆動電源回路3は、+10(V)の電圧をカソードライ
ンCLを介して有機EL素子12のカソードに供給す
る。
The EL drive power supply circuit 3 supplies a voltage for causing the organic EL element 12 to emit light when erasing or writing data in the double gate memory 11 according to a control signal ELcnt from the control section 9, for example, -5 ( V) is supplied to the cathode of the organic EL element 12 via the cathode line CL. In the case of reading data, EL
The drive power supply circuit 3 supplies a voltage of +10 (V) to the cathode of the organic EL element 12 via the cathode line CL.

【0036】S/P変換器4は、データの書き込みまた
は消去のために制御部9からシリアルで供給されたデー
タDATAをパラレルのデータ信号に変換して、バッフ
ァ5に供給する。
The S / P converter 4 converts the data DATA serially supplied from the control unit 9 for writing or erasing data into a parallel data signal and supplies the parallel data signal to the buffer 5.

【0037】バッファ5は、制御部9からの制御信号W
/Ecntに従って、S/P変換器4からパラレルで供
給されたデータ信号をそれぞれ所定の電圧レベルに変換
して、トップゲートラインTGLを介してダブルゲート
メモリ11のトップゲートに供給する。バッファ5は、
また、制御部9からの制御信号W/Ecntに従って、
トップゲートラインTGLをディスチャージする機能を
有する。
The buffer 5 receives a control signal W from the control unit 9.
In accordance with / Ecnt, the data signals supplied in parallel from S / P converter 4 are respectively converted into predetermined voltage levels, and supplied to the top gate of double gate memory 11 via top gate line TGL. Buffer 5
Further, according to a control signal W / Ecnt from the control unit 9,
It has a function of discharging the top gate line TGL.

【0038】R選択ドライバ6は、制御部9からの制御
信号Rcnt1に従って、ドレインラインDLを介して
ダブルゲートメモリ11のドレインに所定の電圧を供給
する。R選択ドライバ6は、データの読み出しを行う場
合に、読み出しを行うダブルゲートメモリ11のライン
に対応するドレインラインDLに、+10(V)を出力
する。それ以外の場合、R選択ドライバ6は、ドレイン
ラインDLに0(V)を出力する。
The R selection driver 6 supplies a predetermined voltage to the drain of the double gate memory 11 via the drain line DL according to the control signal Rcnt1 from the control unit 9. When reading data, the R selection driver 6 outputs +10 (V) to the drain line DL corresponding to the line of the double gate memory 11 from which data is read. In other cases, the R selection driver 6 outputs 0 (V) to the drain line DL.

【0039】バッファ7は、制御部9からの制御信号R
cnt2に従って、ソースラインSLを介してダブルゲ
ートメモリ11からワード単位でパラレルに読み出され
た信号電圧をそれぞれ所定のレベルのデータ信号に変換
して、パラレルでP/S変換器8に供給する。バッファ
7は、また、制御部9からの制御信号Rcnt2に従っ
て、ソースラインSLをディスチャージする機能を有す
る。
The buffer 7 is provided with a control signal R from the control unit 9.
According to cnt2, the signal voltages read in parallel from the double gate memory 11 via the source line SL in word units are respectively converted into data signals of a predetermined level, and supplied to the P / S converter 8 in parallel. The buffer 7 also has a function of discharging the source line SL according to a control signal Rcnt2 from the control unit 9.

【0040】P/S変換器8は、ダブルゲートメモリ1
1から読み出され、バッファ7でレベルが変換されてパ
ラレルで供給されたデータ信号を、シリアルのデータd
ataに変換して制御部9に供給する。
The P / S converter 8 is a double gate memory 1
1 and the data signal whose level is converted by the buffer 7 and supplied in parallel is converted into serial data d.
The data is converted to data and supplied to the control unit 9.

【0041】制御部9は、データの消去、書き込み或い
は読み出しのために、W/E/R選択ドライバ2、EL
駆動電源回路3、バッファ5、R選択ドライバ6、バッ
ファ7に対して、それぞれ制御信号W/E/Rcnt、
ELcnt、W/Ecnt、Rcnt1、Rcnt2を
供給する。なお、制御信号W/E/Rcnt、Rcnt
1は、データの消去、書き込み或いは読み出しを行うラ
インのアドレス信号である。制御部9は、また、シリア
ルのデータDATAをS/P変換器4に供給し、シリア
ルのデータdataをP/S変換器8から受け取る。
The control unit 9 controls the W / E / R selection driver 2 and EL
Control signals W / E / Rcnt,
ELcnt, W / Ecnt, Rcnt1, and Rcnt2 are supplied. The control signals W / E / Rcnt, Rcnt
Reference numeral 1 denotes an address signal of a line for erasing, writing, or reading data. The control unit 9 also supplies the serial data DATA to the S / P converter 4 and receives the serial data data from the P / S converter 8.

【0042】次に、図1のメモリパネル1の構造につい
て、詳しく説明する。図2(a)は、メモリパネル1の
構造を示す平面図であり、図2(b)は、図2(a)の
X−X断面図(一部省略)である。ここで、図2(a)
では、ダブルゲートメモリ11へのデータの書き込み、
消去に必要となる部分のみを記載している。また、図2
(b)では、ダブルゲートメモリ11は、有機EL素子
12の最も近くにあるもの1つだけを示してある。
Next, the structure of the memory panel 1 of FIG. 1 will be described in detail. FIG. 2A is a plan view showing the structure of the memory panel 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view (partially omitted) taken along line XX of FIG. 2A. Here, FIG.
Now, writing data to the double gate memory 11,
Only the parts necessary for erasure are shown. FIG.
2B, only one of the double gate memories 11 closest to the organic EL element 12 is shown.

【0043】図2(a)、(b)に示すように、メモリ
パネル1では、まず、透明のガラス基板10上に、IT
O(Indium Tin Oxide)などによって構成されている記
憶可能なデータのワード数に対応する透明電極10a
が、ガラス基板10の一辺側から対向辺側に向かって、
すなわち、メモリセル部1Aから光アドレス部1Bに亘
って、互いに平行に形成されている。透明電極10a
は、図1のボトムゲートラインBGLを兼ねるものであ
る。
As shown in FIGS. 2A and 2B, in the memory panel 1, first, an IT
The transparent electrode 10a corresponding to the number of storable data words composed of O (Indium Tin Oxide) or the like
From one side of the glass substrate 10 toward the opposite side,
That is, they are formed parallel to each other from the memory cell section 1A to the optical address section 1B. Transparent electrode 10a
Are also used as the bottom gate line BGL in FIG.

【0044】透明電極10aは、メモリセル部1Aにお
いてはダブルゲートメモリ11のボトムゲート電極とし
て、光アドレス部1Bにおいては有機EL素子12のア
ノード電極として用いられると共に、有機EL層12a
で発した光を導いて、対応するラインのダブルゲートメ
モリ11の半導体層11bに入射させる。
The transparent electrode 10a is used as a bottom gate electrode of the double gate memory 11 in the memory cell section 1A, and as an anode electrode of the organic EL element 12 in the light address section 1B, and is used as the organic EL layer 12a.
The light emitted in step (1) is guided to enter the semiconductor layer 11b of the double gate memory 11 on the corresponding line.

【0045】メモリセル部1Aにおいては、ガラス基板
上10に、透明電極10aを覆うようにして、SiNか
らなるボトムゲート絶縁膜11aが形成されている。ボ
トムゲート絶縁膜11aの上には、透明電極10aとト
ップゲート電極11gとの交差位置において島状に、a
−Siからなる半導体層11bが形成されており、半導
体層11b上の両側には、n+Si層11cを介してソ
ース電極11dとドレイン電極11eとが後述するトッ
プゲート電極11gの両端部に平面的に重なるように形
成されている。これらを覆うようにして、ボトムゲート
絶縁膜11aの上には、SiNからなるトップゲート絶
縁膜11fが形成されている。
In the memory cell section 1A, a bottom gate insulating film 11a made of SiN is formed on the glass substrate 10 so as to cover the transparent electrode 10a. On the bottom gate insulating film 11a, at the intersection of the transparent electrode 10a and the top gate electrode 11g,
A semiconductor layer 11b made of -Si is formed, and on both sides of the semiconductor layer 11b, a source electrode 11d and a drain electrode 11e are formed on both ends of a top gate electrode 11g to be described later in plan view via an n + Si layer 11c. It is formed so as to overlap. A top gate insulating film 11f made of SiN is formed on the bottom gate insulating film 11a so as to cover them.

【0046】トップゲート絶縁膜11fの上の、半導体
層11bと対向する位置を含むように、メモリパネル1
の上部から下部に伸延して、アルミニウムからなるトッ
プゲート電極11gが形成されている。トップゲート電
極11gは、図1のトップゲートラインTGLを兼ねる
ものであり、バッファ5に接続されている。
The memory panel 1 is formed so as to include a position on the top gate insulating film 11f facing the semiconductor layer 11b.
A top gate electrode 11g made of aluminum is formed extending from the upper part to the lower part of the substrate. The top gate electrode 11g also serves as the top gate line TGL in FIG. 1 and is connected to the buffer 5.

【0047】なお、トップゲート絶縁膜11fは、半導
体層11b或いはボトムゲート絶縁膜11aとの界面近
傍において、他の部分よりもSiの比率が高く、Si:
N≒1:1となっており、正荷及び負荷のキャリアを容
易にトラップするトラップ領域(図中、「− − − −
−」で示す)が形成されている。なお、ボトムゲート絶
縁膜11a、及びトップゲート絶縁膜11fのトップゲ
ート電極11g近傍の領域では、Si:N≒3:4とな
っている。
The top gate insulating film 11f has a higher Si ratio in the vicinity of the interface with the semiconductor layer 11b or the bottom gate insulating film 11a than in other portions.
N ≒ 1: 1 and a trap region (“−−−−−” in the figure) for easily trapping positive and loaded carriers.
− ”) Is formed. Note that in the regions near the top gate electrode 11g of the bottom gate insulating film 11a and the top gate insulating film 11f, Si: N ≒ 3: 4.

【0048】また、図示しないが、ボトムゲート絶縁膜
11aとトップゲート絶縁膜11fの間で半導体層11
bの形成されていない位置には、上下に伸延して形成さ
れ、列(縦方向)毎にソース電極11dに接続される図
1に示すソースラインSLと、左右に伸延して形成さ
れ、行(横方向)毎にドレイン電極11eに接続される
図1に示すドレインラインDLとが、それぞれ形成され
ている。
Although not shown, the semiconductor layer 11 is located between the bottom gate insulating film 11a and the top gate insulating film 11f.
In a position where b is not formed, a source line SL shown in FIG. 1 is formed extending vertically and connected to the source electrode 11d for each column (vertical direction). A drain line DL shown in FIG. 1 connected to the drain electrode 11e is formed for each (lateral direction).

【0049】一方、光アドレス部1Bにおいては、ガラ
ス基板10上に、透明電極10aの一端を覆うようにし
て、メモリパネル1の上部から下部に伸延して、有機E
L層12aが形成されている。そして、有機EL層12
aの上には、MgAg、MgIn、AlLiなどからな
るカソード電極12bが形成されている。カソード電極
12bは、図1のカソードラインCLに対応するもので
あり、EL駆動電源回路3に接続されている。
On the other hand, in the optical address portion 1B, the organic E is extended from the upper part to the lower part of the memory panel 1 on the glass substrate 10 so as to cover one end of the transparent electrode 10a.
An L layer 12a is formed. And the organic EL layer 12
On a is formed a cathode electrode 12b made of MgAg, MgIn, AlLi or the like. The cathode electrode 12b corresponds to the cathode line CL in FIG. 1, and is connected to the EL drive power supply circuit 3.

【0050】有機EL層12aは、例えば、透明電極1
0aの側に形成された、N,N'-ジ(α-ナフチル)-N,N'-ジ
フェニル-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミンからなる正孔
輸送層と、カソード電極12bの側に形成された、ビス
(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリン)化ベリリウムからな
る電子輸送性発光層との二層構造からなり、この場合に
は、緑色の波長域の光を発する。この波長域の光は、ダ
ブルゲートメモリ11の半導体層11bを光励起してキ
ャリアを発生させることができるものとする。
The organic EL layer 12a is made of, for example, the transparent electrode 1
A hole transport layer formed of N, N'-di (α-naphthyl) -N, N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine formed on the 0a side, and a cathode electrode Screw formed on the side of 12b
It has a two-layer structure with an electron transporting light-emitting layer made of beryllium (10-hydroxybenzo [h] quinoline), and in this case, emits light in a green wavelength range. The light in this wavelength range can generate carriers by photoexciting the semiconductor layer 11b of the double gate memory 11.

【0051】次に、図1、図2のダブルゲートメモリ1
1の動作原理を、図3を参照して詳しく説明する。な
お、ダブルゲートメモリ11においては、透明電極10
aは、ボトムゲート電極として機能するので、以下では
ボトムゲート電極10aとして説明する。
Next, the double gate memory 1 shown in FIGS.
The principle of operation 1 will be described in detail with reference to FIG. In the double gate memory 11, the transparent electrode 10
Since a functions as a bottom gate electrode, it will be described below as the bottom gate electrode 10a.

【0052】まず、データを消去する(0にする)場合
には、図3(a)に示すように、ボトムゲート電極10
aに0(V)、トップゲート電極11gに−20(V)
を印加し、ソース電極11dとドレイン電極11eとに
それぞれ0(V)を印加する。このとき、ボトムゲート
電極10aからボトムゲート絶縁膜11aを介して半導
体層11bに光を照射する。これにより半導体層11b
が光励起されて多量のキャリア(正孔及び電子)が光が
入射されない場合に比べて迅速に発生する。発生した正
孔は、トップゲート電極11gの−20(V)によって
引き寄せられ、ボトムゲート絶縁膜11fのトラップ領
域に迅速にトラップされる。トラップされた正孔は、ト
ップゲート電極11gに印加されるトップゲート電圧V
TGが0(V)になってもある期間までトラップ領域に存
在し続ける。
First, when data is to be erased (set to 0), as shown in FIG.
0 (V) for a, -20 (V) for top gate electrode 11g
And 0 (V) is applied to each of the source electrode 11d and the drain electrode 11e. At this time, the semiconductor layer 11b is irradiated with light from the bottom gate electrode 10a via the bottom gate insulating film 11a. Thereby, the semiconductor layer 11b
Is photoexcited and a large amount of carriers (holes and electrons) are generated more quickly than when no light is incident. The generated holes are attracted by -20 (V) of the top gate electrode 11g and are quickly trapped in the trap region of the bottom gate insulating film 11f. The trapped holes correspond to the top gate voltage V applied to the top gate electrode 11g.
Even when TG becomes 0 (V), it remains in the trap region until a certain period.

【0053】次に、データを書き込む(1にする)場合
には、図3(b)に示すように、ボトムゲート電極10
aに0(V)、トップゲート電極11gに+20(V)
を印加し、ソース電極11dとドレイン電極11eとに
それぞれ0(V)を印加する。このとき、半導体層14
c内に通常存在する多数キャリアである電子が、トップ
ゲート電極11gの+20(V)によって引き寄せら
れ、トップゲート絶縁膜11gのトラップ領域にトラッ
プされる。なお、ボトムゲート電極10aからボトムゲ
ート絶縁膜11aを介して半導体層11bに光を照射す
れば、光励起によってキャリアが発生されるので、トラ
ップ領域に電子がトラップされるまでの時間がより短く
なる。トラップされた電子は、トップゲート電極11g
に印加されるトップゲート電圧VTGが0(V)になって
もある期間までトラップ領域に存在し続ける。
Next, when data is written (set to 1), as shown in FIG.
0 (V) for a, +20 (V) for top gate electrode 11g
And 0 (V) is applied to each of the source electrode 11d and the drain electrode 11e. At this time, the semiconductor layer 14
Electrons, which are usually majority carriers in c, are attracted by +20 (V) of the top gate electrode 11g and trapped in the trap region of the top gate insulating film 11g. When the semiconductor layer 11b is irradiated with light from the bottom gate electrode 10a via the bottom gate insulating film 11a, carriers are generated by photoexcitation, so that the time until electrons are trapped in the trap region becomes shorter. The trapped electrons are transferred to the top gate electrode 11g.
Is kept in the trap region until a certain period even if the top gate voltage VTG applied to the gate electrode becomes 0 (V).

【0054】また、データを読み出す場合には、図3
(c)、(d)に示すように、ボトムゲート電極10a
に+10(V)、トップゲート電極11gに0(V)、
ソース電極11dに0(V)、ドレイン電極11eに+
10(V)を印加する。このとき、データが消去状態
(0)となっている場合には、図3(c)に示すよう
に、ボトムゲート電極10aの電界及びトラップ領域に
トラップされている正孔が作る電界によって、半導体層
11b内にnチャネルが形成される。これにより、ソー
ス電極11dとドレイン電極11eとの間に電流が流
れ、消去状態(0)としてデータを読み出すことができ
る。
When data is read out, FIG.
As shown in (c) and (d), the bottom gate electrode 10a
+10 (V), 0 (V) to the top gate electrode 11g,
0 (V) is applied to the source electrode 11d and + is applied to the drain electrode 11e.
10 (V) is applied. At this time, when the data is in the erased state (0), as shown in FIG. 3C, the semiconductor is caused by the electric field of the bottom gate electrode 10a and the electric field generated by the holes trapped in the trap region. An n-channel is formed in the layer 11b. As a result, a current flows between the source electrode 11d and the drain electrode 11e, and data can be read as the erased state (0).

【0055】一方、データが書き込み状態(1)となっ
ている場合には、図3(d)に示すように、ボトムゲー
ト電極10aに+10(V)の電圧が印加されてもトラ
ップ領域にトラップされている電子が作る電界が阻害し
て、半導体層11b内のnチャネルがピンチオフされ
る。すなわち、連続したnチャネルが形成されていない
状態となる。これにより、ソース電極11dとドレイン
電極11eとの間に電位差があっても、電流が流れるこ
とはなく、書き込み状態(1)としてデータを読み出す
ことができる。
On the other hand, when the data is in the written state (1), as shown in FIG. 3D, even if a voltage of +10 (V) is applied to the bottom gate electrode 10a, the trap region is trapped. The n-channel in the semiconductor layer 11b is pinched off because of the electric field generated by the electrons. That is, a state in which a continuous n-channel is not formed is obtained. Accordingly, even if there is a potential difference between the source electrode 11d and the drain electrode 11e, no current flows and data can be read in the written state (1).

【0056】なお、半導体層11b内のnチャネルの形
成には、ボトムゲート電極10aに印加された+10
(V)による電界と、トップゲート絶縁膜11fのトラ
ップ領域にトラップされた電荷による電界との双方が影
響する。しかしながら、このダブルゲートメモリ11で
は、ボトムゲート電極10aとトラップ領域とが半導体
層11bを挟むように位置し、かつn+Si層11cを
ウェットエッチングで形成すると、図4の電流−電圧特
性図に示すように、読み出し電流にヒステリシスが生じ
る。つまり、ダブルゲートメモリ11の構成部材である
n+Si層11cをウェットエッチングによりパターニ
ングする場合、エッチング液がa−Siからなる半導体
層11bと十分な選択比をとれず、図9に示すように、
長さLの分n+Si層11c及び半導体層11bをソ
ース電極11d及びドレイン電極11eより内側にエッ
チングしてしまう。このエッチング液は金属からなるソ
ース電極11d及びドレイン電極11eと選択比がある
ため、電極11d、11eをほとんどエッチしない。こ
のようないわゆるオフセット構造のため、トップゲート
電極11gに+10(V)程度の電圧を印加しても、半
導体層11bのチャネル長のうち長さLの部分には、
トップゲート電極11gのトップゲート電圧VTGの影響
が、それぞれソース電極11d及びドレイン電極11e
に印加される電圧により実質的に消失される。したがっ
て、半導体層11bのチャネル長方向に連続してnチャ
ネルが形成されず、ドレイン電流Idが十分流れにくく
なる。このためnチャネルを形成するためには、半導体
層11bのチャネル方向に連続して形成され、間にゲー
ト絶縁膜しか介在されてないボトムゲート電極10aに
正電圧を印加することにより達成される。したがってト
ップゲート絶縁膜11fに正孔がトラップされてもボト
ムゲート電極10aが0(V)であれば、連続したnチ
ャネルを形成されない。そして、図4で用いられたダブ
ルゲートメモリ11は、半導体層11bのチャネル長を
10μm、チャネル幅を100μmと設定され、ソース
電極11dとドレイン電極11eとの間に電位差Vdを
+10(V)とし、トップゲート電極11gに印加され
たトップゲート電圧VTGを0(V)とし、ボトムゲート
電極10aに印加されたボトムゲート電圧VBGを矢印の
方向にシフトしている。
The formation of the n-channel in the semiconductor layer 11b is performed by adding +10 applied to the bottom gate electrode 10a.
Both the electric field due to (V) and the electric field due to the charges trapped in the trap region of the top gate insulating film 11f influence. However, in this double gate memory 11, when the bottom gate electrode 10a and the trap region are located so as to sandwich the semiconductor layer 11b and the n + Si layer 11c is formed by wet etching, as shown in the current-voltage characteristic diagram of FIG. Then, hysteresis occurs in the read current. That is, when the n + Si layer 11c, which is a constituent member of the double gate memory 11, is patterned by wet etching, the etchant cannot have a sufficient selectivity with the semiconductor layer 11b made of a-Si, and as shown in FIG.
It etches inward from the partial n + Si layer 11c and the semiconductor layer 11b of length L E source electrode 11d and the drain electrode 11e. Since this etching solution has a selectivity with respect to the source electrode 11d and the drain electrode 11e made of metal, the electrodes 11d and 11e are hardly etched. For this so-called offset structure, even by applying a voltage of about +10 (V) to the top gate electrode 11g, the portion of the length L E of the channel length of the semiconductor layer 11b is,
The influence of the top gate voltage VTG of the top gate electrode 11g depends on the source electrode 11d and the drain electrode 11e, respectively.
And is substantially extinguished by the voltage applied to Therefore, an n-channel is not formed continuously in the channel length direction of the semiconductor layer 11b, and it becomes difficult for the drain current Id to flow sufficiently. Therefore, the formation of the n-channel is achieved by applying a positive voltage to the bottom gate electrode 10a which is formed continuously in the channel direction of the semiconductor layer 11b and has only the gate insulating film interposed therebetween. Therefore, even if holes are trapped in the top gate insulating film 11f, if the bottom gate electrode 10a is 0 (V), a continuous n-channel is not formed. In the double gate memory 11 used in FIG. 4, the channel length of the semiconductor layer 11b is set to 10 μm, the channel width is set to 100 μm, and the potential difference Vd between the source electrode 11d and the drain electrode 11e is set to +10 (V). The top gate voltage VTG applied to the top gate electrode 11g is set to 0 (V), and the bottom gate voltage VBG applied to the bottom gate electrode 10a is shifted in the direction of the arrow.

【0057】ダブルゲートメモリ11では、データ消去
時に正孔がトラップされる領域がトップゲート絶縁膜1
1fの半導体層11b側であり、また読み出し時にチャ
ネル形成する電圧をボトムゲート電極10aに印加する
ため、チャネル領域、つまり電子が流れる経路は半導体
層11b内のボトムゲート電極10a側に発生するた
め、ドレイン電流の電子がトラップされた正孔と再結合
されにくく、ヒステリシスのループはnチャネルの形成
によらず安定している。
In the double gate memory 11, the region where holes are trapped during data erasing is the top gate insulating film 1.
Since the voltage for forming a channel at the time of reading is applied to the bottom gate electrode 10a on the semiconductor layer 11b side, the channel region, that is, the path through which electrons flow is generated on the bottom gate electrode 10a side in the semiconductor layer 11b. The electrons of the drain current are less likely to recombine with the trapped holes, and the hysteresis loop is stable irrespective of the formation of the n-channel.

【0058】以下、この実施の形態にかかる記憶装置の
動作について説明する。この実施の形態にかかる記憶装
置の動作は、(1)データの書き込み、(2)データの
消去、(3)データの読み出し、の3つに分けられる。
これらはいずれもワードを単位として行われる。以下、
これら3つの動作について、それぞれ詳細に説明する。
The operation of the storage device according to this embodiment will be described below. The operation of the storage device according to this embodiment can be divided into three operations: (1) data writing, (2) data erasing, and (3) data reading.
These are all performed in units of words. Less than,
Each of these three operations will be described in detail.

【0059】(1)データの書き込み 制御部9は、まず、書き込むべき1ワード分のデータを
シリアルのデータDATAとしてS/P変換器4に供給
する。供給された1ワード分のデータは、S/P変換器
4でパラレルデータに変換されて、対応するデータ信号
がバッファ5にそれぞれ供給される。
(1) Writing of Data First, the controller 9 supplies one word of data to be written to the S / P converter 4 as serial data DATA. The supplied data for one word is converted into parallel data by the S / P converter 4, and the corresponding data signal is supplied to the buffer 5.

【0060】制御部9は、次に、制御信号W/E/Rc
ntによって、W/E/R選択ドライバ2からデータを
書き込むべきボトムゲートラインBGL(透明電極10
a)から、0(V)の電圧を出力させる。このとき、W
/E/R選択ドライバ2は、それ以外のボトムゲートラ
インBGL(透明電極10a)に−5(V)の電圧を供
給するが、ボトムゲートラインBGLは、既にキャリア
がトラップされているトップゲート絶縁膜11fとは反
対側に位置するので、ボトムゲートラインBGLの−5
(V)の電界がトップゲート絶縁膜11fにトラップさ
れている電子又は正孔を消失させるには至らない。
The control unit 9 then controls the control signals W / E / Rc
nt, the bottom gate line BGL (transparent electrode 10) to which data is to be written from the W / E / R selection driver 2
From a), a voltage of 0 (V) is output. At this time, W
The / E / R selection driver 2 supplies a voltage of −5 (V) to the other bottom gate lines BGL (transparent electrodes 10 a), but the bottom gate lines BGL have a top gate insulation where carriers are already trapped. Since it is located on the opposite side to the film 11f, the negative voltage of -5
The electric field of (V) does not eliminate electrons or holes trapped in the top gate insulating film 11f.

【0061】制御部9は、また、制御信号ELcntに
よってEL駆動電源回路3からカソードラインCL(カ
ソード電極12b)に−5(V)の電圧を供給する。こ
れにより、データを書き込むべきラインの有機EL素子
12のアノード電極(透明電極10a)とカソード電極
12bとの間に電位差が生じ、そのラインの有機EL素
子12の有機EL層12aが発光し、透明電極10aを
介して対応するラインのダブルゲートメモリ11の半導
体層11bに入射される。
The control section 9 supplies a voltage of -5 (V) to the cathode line CL (cathode electrode 12b) from the EL drive power supply circuit 3 according to the control signal ELcnt. As a result, a potential difference is generated between the anode electrode (transparent electrode 10a) and the cathode electrode 12b of the organic EL element 12 on the line to which data is to be written, and the organic EL layer 12a of the organic EL element 12 on that line emits light and becomes transparent. The light is incident on the semiconductor layer 11b of the double gate memory 11 on the corresponding line via the electrode 10a.

【0062】こうしてデータを書き込むべきラインの半
導体層11bに光が入射されることによって、半導体層
11b内にキャリア(正孔及び電子)が発生し、このラ
インのダブルゲートメモリ11の半導体層11bでは、
内部の電子の量が他のラインのものよりも多くなる。
When light is incident on the semiconductor layer 11b on the line to which data is to be written, carriers (holes and electrons) are generated in the semiconductor layer 11b. ,
The amount of electrons inside is larger than that of other lines.

【0063】この状態で、制御部9は、制御信号W/E
cntによってバッファ5からデータ信号が「1」の状
態であるビットに対応するトップゲートラインTGL
(トップゲート電極11g)には光が照射されている間
に+20(V)の電圧を10ns程度の時間出力させ
る。
In this state, control unit 9 controls signal W / E
cnt, the top gate line TGL corresponding to the bit whose data signal is “1” from the buffer 5
A voltage of +20 (V) is output to the (top gate electrode 11g) for about 10 ns while light is being irradiated.

【0064】すると、ボトムゲートラインBGL(透明
電極10a)を介して光が照射され、トップゲート電極
11gに+20(V)の電圧が印加されたダブルゲート
メモリ11では、その電圧によって生じる電界によりト
ップゲート絶縁膜11fのトラップ領域に半導体層11
bから光の照射により生成された電子がトラップされ
る。書き込みの前に消去されていたダブルゲートメモリ
11においても、正孔を除去させるとともに電子がトラ
ップされる。これにより、そのダブルゲートメモリ11
は、データの書き込み状態(1)となる。同列の半導体
層11bに光が照射されずにトップゲート電極11gに
+20(V)の電圧が印加されたダブルゲートメモリ1
1では、半導体層11bに発生した電子が少なく、また
印加電圧時間が10nsと短いために、トラップ領域に
電子がほとんどトラップされず、書き込む前の状態が消
去であったダブルゲートメモリ11の場合、トラップさ
れた正孔は除去されずに保持し続けることができる。
Then, light is irradiated through the bottom gate line BGL (transparent electrode 10a), and in the double gate memory 11 in which a voltage of +20 (V) is applied to the top gate electrode 11g, an electric field generated by the voltage causes the top gate electrode 11g to generate a top voltage. The semiconductor layer 11 is formed in the trap region of the gate insulating film 11f.
Electrons generated by light irradiation from b are trapped. Also in the double gate memory 11 that has been erased before writing, holes are removed and electrons are trapped. Thereby, the double gate memory 11
Becomes the data write state (1). The double gate memory 1 in which a voltage of +20 (V) is applied to the top gate electrode 11g without irradiating the semiconductor layers 11b in the same row with light.
In the case of No. 1, in the case of the double gate memory 11 in which few electrons were generated in the semiconductor layer 11b and the applied voltage time was as short as 10 ns, almost no electrons were trapped in the trap region and the state before writing was erased. The trapped holes can be maintained without being removed.

【0065】(2)データの消去 制御部9は、まず、1ワード分をすべて「0」の状態と
したデータをシリアルのデータDATAとしてS/P変
換器4に供給する。供給された1ワード分のデータは、
S/P変換器4でパラレルデータに変換されて、対応す
るデータ信号がバッファ5にそれぞれ供給される。
(2) Erasure of Data First, the control section 9 supplies the S / P converter 4 with data in which one word is all "0" as serial data DATA. The supplied data for one word is
The data is converted into parallel data by the S / P converter 4, and the corresponding data signal is supplied to the buffer 5.

【0066】制御部9は、次に、制御信号W/E/Rc
ntによって、W/E/R選択ドライバ2からデータを
消去すべきボトムゲートラインBGL(透明電極10
a)から、0(V)の電圧を出力させる。このとき、W
/E/R選択ドライバ2は、それ以外のボトムゲートラ
インBGL(透明電極10a)に−5(V)の電圧を供
給するが、トップゲート絶縁膜11fにトラップされて
いるキャリアを除去させるには至らない。この動作は上
述の書き込み動作と一括して行われる。
The control unit 9 then controls the control signals W / E / Rc
nt, the bottom gate line BGL (transparent electrode 10) from which data should be erased from the W / E / R selection driver 2
From a), a voltage of 0 (V) is output. At this time, W
The / E / R selection driver 2 supplies a voltage of −5 (V) to the other bottom gate lines BGL (transparent electrodes 10 a), but removes the carriers trapped in the top gate insulating film 11 f. I can't. This operation is performed collectively with the above-described write operation.

【0067】制御部9は、また、制御信号ELcntに
よってEL駆動電源回路3からカソードラインCL(カ
ソード電極12b)に−5(V)の電圧を供給する。こ
れにより、データを消去すべきラインの有機EL素子1
2のアノード電極(透明電極10a)とカソード電極1
2bとの間に電位差が生じ、そのラインの有機EL素子
12の有機EL層12aが発光し、透明電極10aを介
して対応するラインのダブルゲートメモリ11の半導体
層11bに入射される。この動作は上述の書き込み動作
と一括して行われる。
The control section 9 supplies a voltage of -5 (V) from the EL drive power supply circuit 3 to the cathode line CL (cathode electrode 12b) according to the control signal ELcnt. Thereby, the organic EL element 1 on the line from which data is to be erased
2 anode electrode (transparent electrode 10a) and cathode electrode 1
2b, a potential difference is generated, the organic EL layer 12a of the organic EL element 12 on that line emits light, and is incident on the semiconductor layer 11b of the double gate memory 11 on the corresponding line via the transparent electrode 10a. This operation is performed collectively with the above-described write operation.

【0068】こうしてデータを消去すべきラインの半導
体層11bに光が入射されることによって、半導体層1
1b内にキャリア(正孔及び電子)が発生し、このライ
ンのダブルゲートメモリ11の半導体層11bでは、内
部の正孔の量が他のラインのものよりも多くなる。
Light is incident on the semiconductor layer 11b on the line from which data is to be erased, thereby causing the semiconductor layer 1b to be erased.
Carriers (holes and electrons) are generated in 1b, and the amount of internal holes in the semiconductor layer 11b of the double gate memory 11 in this line is larger than that in other lines.

【0069】この状態で、制御部9は、制御信号W/E
cntによってバッファ5からトップゲートラインTG
L(トップゲート電極11g)に−20(V)の電圧
を、光が照射されている期間のうちの1ms程度の間出
力させる(この場合、データ信号が「0」の状態にさせ
るため)。この動作は上述のトップゲートラインTGL
への+20(V)の電圧書き込み動作と一括して行われ
る。
In this state, control unit 9 controls signal W / E
cnt from buffer 5 to top gate line TG
A voltage of −20 (V) is output to L (top gate electrode 11g) for about 1 ms during the light irradiation period (in this case, the data signal is set to “0”). This operation is based on the above-mentioned top gate line TGL.
+20 (V) voltage writing operation is performed collectively.

【0070】すると、ボトムゲートラインBGL(透明
電極10a)を介して光が照射され、トップゲート電極
11gに−20(V)の電圧が印加されたダブルゲート
メモリ11では、その電圧によって生じる電界によりト
ップゲート絶縁膜11fのトラップ領域に半導体層11
bから正孔がトラップされる。消去の前に書き込まれて
いたダブルゲートメモリ11においても、電子を除去さ
せるとともに正孔がトラップされる。これにより、その
ダブルゲートメモリ11は、データの消去状態(0)と
なる。
Then, light is irradiated through the bottom gate line BGL (transparent electrode 10a), and in the double gate memory 11 in which a voltage of -20 (V) is applied to the top gate electrode 11g, the electric field generated by the voltage causes The semiconductor layer 11 is formed in the trap region of the top gate insulating film 11f.
Holes are trapped from b. Also in the double gate memory 11 which has been written before erasing, holes are trapped while electrons are removed. As a result, the double gate memory 11 enters the data erase state (0).

【0071】同列の半導体層11bに光が照射されずに
トップゲート電極11gに−20(V)の電圧が印加さ
れたダブルゲートメモリ11では、半導体層11bに発
生した電子が少なく、また印加電圧時間が1msと短い
ために、トラップ領域に正孔がほとんどトラップされ
ず、また書き込む前の状態が書き込みであったダブルゲ
ートメモリ11の場合、トラップされた電子は除去され
ずに保持し続けることができる。
In the double gate memory 11 in which a voltage of -20 (V) is applied to the top gate electrode 11g without irradiating light to the semiconductor layers 11b in the same column, the number of electrons generated in the semiconductor layer 11b is small, and the applied voltage is low. Since the time is as short as 1 ms, almost no holes are trapped in the trap region, and in the case of the double gate memory 11 in which the state before the writing is the writing, the trapped electrons can be maintained without being removed. it can.

【0072】このように各ビットに応じたデータの書き
込み又は消去は、光走査に沿って同時に行われる。また
各ビットの書き込み状態は消去状態を上書きされるまで
続き、消去状態は書き込み状態を上書きされるまで続
く。
As described above, writing or erasing of data corresponding to each bit is performed simultaneously along the optical scanning. The write state of each bit continues until the erase state is overwritten, and the erase state continues until the write state is overwritten.

【0073】(3)データの読み出し 制御部9は、制御信号W/Ecntに従って、トップゲ
ートラインTGL(トップゲート電極11g)をディス
チャージさせ、制御信号Rcnt2によってバッファ7
を制御し、ソースラインSLをディスチャージさせる。
これにより、トップゲートラインTGL(トップゲート
電極11g)及びソースラインSLの電位はすべて0
(V)となる。
(3) Data reading The control unit 9 discharges the top gate line TGL (top gate electrode 11g) in accordance with the control signal W / Ecnt, and controls the buffer 7 in accordance with the control signal Rcnt2.
To discharge the source line SL.
Thereby, the potentials of the top gate line TGL (top gate electrode 11g) and the source line SL are all 0.
(V).

【0074】次に、制御部9は、制御信号W/E/Rc
ntによって、W/E/R選択ドライバ2からデータを
読み出すべきボトムゲートラインBGL(透明電極10
a)から、+10(V)の電圧を出力させる。このと
き、W/E/R選択ドライバ2は、それ以外のボトムゲ
ートラインBGL(透明電極10a)に0(V)の電圧
を供給する。
Next, the control unit 9 controls the control signal W / E / Rc.
nt, the bottom gate line BGL (transparent electrode 10) from which data is to be read from the W / E / R selection driver 2.
From (a), a voltage of +10 (V) is output. At this time, the W / E / R selection driver 2 supplies a voltage of 0 (V) to the other bottom gate lines BGL (transparent electrodes 10a).

【0075】制御部9は、また、制御信号ELcntに
よってEL駆動電源回路3からカソードラインCL(カ
ソード電極12b)に+10(V)の電圧を供給する。
これにより、有機EL素子12のアノード電極(透明電
極10a)とカソード電極12bとの間は等電位または
逆バイアスなので電流が流れることはなく、いずれの有
機EL層12aも発光しない。このため、いずれのダブ
ルゲートメモリ11の半導体層11bにも光は入射され
ない。
The control section 9 supplies a voltage of +10 (V) to the cathode line CL (cathode electrode 12b) from the EL drive power supply circuit 3 by the control signal ELcnt.
Accordingly, no current flows between the anode electrode (transparent electrode 10a) and the cathode electrode 12b of the organic EL element 12 because the potential is equal or reverse, and neither organic EL layer 12a emits light. Therefore, no light is incident on the semiconductor layer 11b of any of the double gate memories 11.

【0076】この状態で、制御部9は、制御信号Rcn
t1によってR選択ドライバ6からデータの読み出しを
すべきラインのドレインラインDLに+10(V)を出
力する。このとき、データの書き込み状態(1)となっ
ているダブルゲートメモリ11の半導体層11bには、
図3(d)に示したように、nチャネルが消失してい
る。また、データの消去状態(0)となっているダブル
ゲートメモリ11の半導体層11bには、図3(c)に
示したように、トラップされた正孔がチャネルを減じる
方向には働かないので連続したnチャネルが形成され
る。このため、データの書き込み状態(1)となってい
るダブルゲートメモリ11では、ソース電極11dとド
レイン電極11eとの間に電流が流れず、ソースライン
SLの電圧がほぼ0(V)のままとなる。一方、データ
の消去状態(0)のダブルゲートメモリ11では、ソー
ス電極11dとドレイン電極11eとの間に電流が流
れ、ソースラインSLの電圧は+10(V)となる。
In this state, the control unit 9 outputs the control signal Rcn
At t1, +10 (V) is output from the R selection driver 6 to the drain line DL of the line from which data is to be read. At this time, the semiconductor layer 11b of the double gate memory 11 in the data write state (1) has
As shown in FIG. 3D, n channels have disappeared. Further, as shown in FIG. 3C, the trapped holes do not act in the direction of decreasing the channel in the semiconductor layer 11b of the double gate memory 11 in the data erase state (0). A continuous n-channel is formed. Therefore, in the double gate memory 11 in the data write state (1), no current flows between the source electrode 11d and the drain electrode 11e, and the voltage of the source line SL remains almost 0 (V). Become. On the other hand, in the double gate memory 11 in the data erase state (0), a current flows between the source electrode 11d and the drain electrode 11e, and the voltage of the source line SL becomes +10 (V).

【0077】そして、制御部9は、制御信号Rcntに
よってバッファ7からソースラインSLの電圧に対応し
たデータ信号を行毎にパラレルでP/S変換器8に供給
させ、P/S変換器8からシリアルデータdataとし
てデータが書き込みデータであるか消去データであるか
を読み出す。
The control unit 9 causes the data signal corresponding to the voltage of the source line SL to be supplied from the buffer 7 to the P / S converter 8 in parallel for each row by the control signal Rcnt. Whether the data is write data or erase data is read as the serial data data.

【0078】以上説明したように、この実施の形態にか
かる記憶装置に使用されるメモリパネル1に配されたダ
ブルゲートメモリ11は、トップゲート絶縁膜11fを
シリコンリッチな構成とし、ここにトラップ領域を設け
ると共に、トラップ領域にトラップされるキャリアを透
明電極10aから光を入射させることによって発生させ
ている。このため、キャリア(正孔または電子)がトラ
ップ領域にトラップされた状態、すなわちデータの消去
状態または書き込み状態とするまでの時間が、従来のダ
ブルゲートメモリに比べて短縮される。特に、a−Si
によって構成される半導体層11bの少数キャリアであ
る正孔をトラップ領域にトラップさせる、データの消去
状態とするまでの時間の差は、従来のダブルゲートメモ
リに比べて顕著に現れる。
As described above, the double gate memory 11 provided in the memory panel 1 used in the storage device according to this embodiment has the top gate insulating film 11f having a silicon-rich structure, and the trap region And the carriers trapped in the trap region are generated by making light incident from the transparent electrode 10a. For this reason, the time required for the carrier (hole or electron) to be trapped in the trap region, that is, the time until the data is in the erased state or the written state is shortened as compared with the conventional double gate memory. In particular, a-Si
The difference in the time until the data is erased, in which holes serving as minority carriers of the semiconductor layer 11b are trapped in the trap region, appears more remarkably than in the conventional double gate memory.

【0079】また、半導体層11bにおいて、光励起さ
せてキャリアを発生させているため、選択されていない
ダブルゲートメモリ11のトラップ領域にキャリアが注
入されて、データ化けが生じることを防ぐことができ
る。
Further, since carriers are generated by photoexcitation in the semiconductor layer 11b, it is possible to prevent carriers from being injected into the trap region of the unselected double gate memory 11 and causing data corruption.

【0080】さらには、トラップ領域の形成されている
位置が、半導体層11b内でnチャネルが形成される面
と反対側となるので、トラップ領域にトラップされてい
るキャリアの量がnチャネルを流れる電流で大きく減衰
されることはない。このため、この実施の形態のダブル
ゲートメモリ11は、図4に示すように、読み出し電流
のヒステリシスが従来のダブルゲートメモリに比べて、
何度も書き込み及び消去を繰り返してもほとんど変化す
ることはない。
Further, since the position where the trap region is formed is on the side opposite to the surface where the n-channel is formed in the semiconductor layer 11b, the amount of carriers trapped in the trap region flows through the n-channel. It is not greatly attenuated by the current. For this reason, as shown in FIG. 4, the double gate memory 11 of this embodiment has a hysteresis of the read current which is smaller than that of the conventional double gate memory.
Even if writing and erasing are repeated many times, there is almost no change.

【0081】さらに、メモリパネル1、1−1〜1−4
に配置されている各ダブルゲートメモリ11は、図9に
示すようないわゆるオフセット構造であるため、トップ
ゲート電圧11gは正電圧を印加しても実質的にnチャ
ネルを形成することはできない。この場合、データの読
み出し時にドレイン電極11eに加わる電圧によってト
ップゲート絶縁膜11fのトラップ領域にトラップされ
たキャリアに加わる影響が少なくなり、キャリアの量が
変化を受けにくい。また、半導体層11bに形成される
nチャネルと反対側がオフセット構造となっているた
め、ドレイン電極11eとソース電極11dとの間に流
れる電流の影響を受けることも少なくなる。
Further, the memory panels 1, 1-1 to 1-4
Has a so-called offset structure as shown in FIG. 9, so that the top gate voltage 11g cannot substantially form an n-channel even if a positive voltage is applied. In this case, the effect on the carriers trapped in the trap region of the top gate insulating film 11f by the voltage applied to the drain electrode 11e at the time of reading data is reduced, and the amount of carriers is less likely to change. Further, since the opposite side of the n-channel formed in the semiconductor layer 11b has an offset structure, the influence of the current flowing between the drain electrode 11e and the source electrode 11d is reduced.

【0082】本発明においては、上記で説明したメモリ
パネル1だけでなく、種々の変形を加えたものが存在す
る。以下、本発明の範囲に含まれるメモリパネルの他の
態様(第1〜第4の変形態様)について、それぞれ対応
する図面を参照して説明する。
In the present invention, not only the memory panel 1 described above but also various modifications are present. Hereinafter, other embodiments (first to fourth modified embodiments) of the memory panel included in the scope of the present invention will be described with reference to the corresponding drawings.

【0083】(第1の変形態様)図5は、第1の変形態
様にかかるメモリパネルの構造を示す断面図である。図
示するように、このメモリパネル1−1では、透明電極
10a、有機EL層12a及びカソード電極12bで構
成する有機EL素子12の代わりに、光アドレス部1B
にLEDアレイユニット12’を用い、光学的接合部1
2”で接合している。このように、光アドレス用には、
有機EL素子以外の発光素子を使用することが可能とな
る。
(First Modification) FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a memory panel according to a first modification. As shown in the figure, in this memory panel 1-1, instead of the organic EL element 12 composed of the transparent electrode 10a, the organic EL layer 12a and the cathode electrode 12b, an optical address section 1B
Using an LED array unit 12 'for the optical joint 1
2 ". Thus, for optical addressing,
A light emitting element other than the organic EL element can be used.

【0084】(第2の変形態様)図6は、第2の変形態
様にかかるメモリパネルの構造を示す断面図である。図
示するように、このメモリパネル1−2では、ガラス基
板10の一方の面に、ダブルゲートメモリ11が形成さ
れ、各ダブルゲートメモリ11に対向してガラス基板1
0の他方の面に、アノード電極12c、有機EL層12
d、カソード電極12eからなる有機EL素子12が形
成されている。また、ボトムゲート電極11hが透明の
ITOなどで構成されている。ここで、有機EL素子1
2を1つずつ選択して発光させることができるようにす
れば、1ビット単位でのデータの消去或いは書き込みが
可能となる。また、アノード電極12cは、透明電極1
0aのように延在して複数のビットを一括して照射する
こともできる。
(Second Modification) FIG. 6 is a sectional view showing a structure of a memory panel according to a second modification. As shown in the figure, in this memory panel 1-2, a double gate memory 11 is formed on one surface of a glass substrate 10, and the glass substrate 1 is opposed to each double gate memory 11.
0, the anode 12c, the organic EL layer 12
d, an organic EL element 12 comprising a cathode electrode 12e. The bottom gate electrode 11h is made of transparent ITO or the like. Here, the organic EL element 1
If light emission can be performed by selecting one by one, data can be erased or written in 1-bit units. Further, the anode electrode 12c is the transparent electrode 1
A plurality of bits can be collectively irradiated by extending like 0a.

【0085】(第3の変形態様)図7は、第3の変形態
様にかかるメモリパネルの構造を示す断面図である。図
示するように、このメモリパネル1−3では、ダブルゲ
ートメモリ11のトップゲート電極10bが透明のIT
Oなどで、ボトムゲート電極11hがアルミニウムなど
の不透明導電物で構成されている。トップゲート電極1
0bは、有機EL素子12のアノード電極を兼ね、その
上に有機EL層12cと、カソード電極12gとが形成
されている。この場合、ライン毎に有機EL層12cと
カソード電極12dとを製膜すれば、導光路を用いず
に、ワード単位でのデータの消去或いは書き込みが可能
となる。
(Third Modification) FIG. 7 is a sectional view showing a structure of a memory panel according to a third modification. As shown, in the memory panel 1-3, the top gate electrode 10b of the double gate memory 11 is transparent IT
The bottom gate electrode 11h is made of an opaque conductive material such as aluminum. Top gate electrode 1
Ob also serves as an anode electrode of the organic EL element 12, on which an organic EL layer 12c and a cathode electrode 12g are formed. In this case, if the organic EL layer 12c and the cathode electrode 12d are formed for each line, data can be erased or written in word units without using a light guide path.

【0086】(第4の変形態様)図8は、第4の変形態
様にかかるメモリパネルの構造を示す断面図である。図
示するように、このメモリパネル1−4では、ダブルゲ
ートメモリ11のボトムゲート電極11hがアルミニウ
ムなどで、トップゲート電極11iが透明のITOで構
成されている。また、ガラス基板10上に有機EL素子
は形成されておらず、トップゲート電極11iと対向す
るように、平面発光パネル13が配置されている。これ
により、全ビット或いはブロック単位での一括消去が可
能となる。
(Fourth Modification) FIG. 8 is a sectional view showing a structure of a memory panel according to a fourth modification. As shown in the figure, in the memory panel 1-4, the bottom gate electrode 11h of the double gate memory 11 is made of aluminum or the like, and the top gate electrode 11i is made of transparent ITO. Further, no organic EL element is formed on the glass substrate 10, and the flat light emitting panel 13 is arranged so as to face the top gate electrode 11i. As a result, batch erasing can be performed for all bits or blocks.

【0087】[第2の実施の形態]この実施の形態で
は、第1の実施の形態で説明したメモリパネルの機能を
利用して指紋の画像を撮影する指紋センサに、本発明を
適用した場合について説明する。
[Second Embodiment] In this embodiment, the present invention is applied to a fingerprint sensor that captures a fingerprint image using the function of the memory panel described in the first embodiment. Will be described.

【0088】図10は、この実施の形態にかかる指紋セ
ンサの構造を概略的に示す断面図である。図示するよう
に、この指紋センサは、メモリパネル1と、ランプ20
と、プリズム30と、集光レンズ40とからなる。メモ
リパネル1は、ガラス基板10の側を、集光レンズ40
の方向に向けて配置されている。
FIG. 10 is a sectional view schematically showing the structure of the fingerprint sensor according to this embodiment. As shown, the fingerprint sensor includes a memory panel 1 and a lamp 20.
, A prism 30 and a condenser lens 40. The memory panel 1 is provided with a condenser lens 40 on the glass substrate 10 side.
Are arranged in the direction of.

【0089】ランプ20は、プリズム30上に載置され
た指紋に光を照射するものである。プリズム30は、指
紋照合部30a上に指紋が載置されるものであり、ラン
プ20が発した光が入射され、指紋との接触面で指紋の
紋様に応じてその光を反射して、集光レンズ40に向け
てその光を放出する。集光レンズ40は、ランプ20か
ら照射され、プリズム30の指紋照合部30aで反射さ
れた光の像をメモリパネル1に結像させる。なお、ラン
プ20が発した光は、メモリパネル1には、直接入射さ
れないようになっている。
The lamp 20 irradiates light on the fingerprint placed on the prism 30. The prism 30 is for placing a fingerprint on the fingerprint collation unit 30a. The light emitted from the lamp 20 is incident on the prism 30, and the light is reflected on the contact surface with the fingerprint according to the fingerprint pattern to collect the light. The light is emitted toward the optical lens 40. The condenser lens 40 forms an image of light emitted from the lamp 20 and reflected by the fingerprint collation unit 30 a of the prism 30 on the memory panel 1. The light emitted from the lamp 20 is not directly incident on the memory panel 1.

【0090】この実施の形態にかかる指紋センサにおい
て、指紋の画像を読み取るための駆動回路としては、図
1に示した記憶装置で用いていたものと同一のものが用
いられる。但し、制御部9から各部に供給される制御信
号は、第1の実施の形態のものと信号の供給タイミング
等が異なり、また、制御部9からS/P変換器4に供給
するデータDATAは、ダブルゲートメモリ11への指
紋の紋様に合わせた光量に応じて発生される電子をトラ
ップさせるために第1の実施の形態の書き込みを行うた
めのデータと同様のデータ、すなわちバッファ5からダ
ブルゲートメモリ11のトップゲート電極11gに供給
される電圧が、+20(V)となるようなデータであ
る。
In the fingerprint sensor according to this embodiment, the same drive circuit as that used in the storage device shown in FIG. 1 is used as a drive circuit for reading a fingerprint image. However, the control signal supplied from the control unit 9 to each unit is different from that of the first embodiment in terms of the signal supply timing, and the data DATA supplied from the control unit 9 to the S / P converter 4 is In order to trap electrons generated in accordance with the amount of light corresponding to the fingerprint pattern in the double gate memory 11, data similar to the data for performing writing in the first embodiment, that is, the buffer 5 The data is such that the voltage supplied to the top gate electrode 11g of the memory 11 becomes +20 (V).

【0091】以下、この実施の形態にかかる指紋センサ
の動作について説明する。指紋の画像を撮影する場合、
まず、制御部9は、1ワード分すべてをデータの消去状
態(0)またはトラップ領域にトラップされている電
子、正孔のほとんどないニュートラルな状態とするシリ
アルデータDATAをS/P変換器4に供給し、さらに
制御信号W/Ecntによりバッファ5から1ワード分
すべてが消去状態またはニュートラル状態のデータ信号
をトップゲートラインTGL(トップゲート電極11
f)に出力させる。これにより、すべてのダブルゲート
メモリ11のトップゲート電極11fにデータの消去状
態(0)またはニュートラル状態とするデータ信号が供
給される。このとき、全ての有機EL素子12及び/又
はランプ20を発光し、強制的に光を入射してキャリア
を発生させて迅速に前のセンスでトラップされた電子を
除去する。ランプ20のみで強制除去する場合、有機E
L素子12を設けなくてよいが、その場合全てのダブル
ゲートメモリ11に光が照射されるように指紋照合部3
0aの全面を不透明な部材で平滑に覆う等により光を反
射させる動作が要求される。
Hereinafter, the operation of the fingerprint sensor according to this embodiment will be described. When taking fingerprint images,
First, the control unit 9 sends the serial data DATA to the S / P converter 4 so that the entire data for one word is in the erased state (0) of data or in a neutral state with almost no electrons or holes trapped in the trap region. In addition, the control signal W / Ecnt further supplies a data signal in which one word is completely erased or neutral from the buffer 5 from the top gate line TGL (top gate electrode 11).
f). As a result, a data signal for erasing data (0) or a neutral state is supplied to the top gate electrodes 11f of all the double gate memories 11. At this time, all the organic EL elements 12 and / or the lamps 20 emit light, light is forcibly incident to generate carriers, and the electrons trapped by the previous sense are quickly removed. When forced removal is performed only with the lamp 20, the organic E
The L element 12 does not need to be provided, but in that case, the fingerprint matching unit 3 is set so that all the double gate memories 11 are irradiated with light.
An operation of reflecting light by, for example, smoothly covering the entire surface of Oa with an opaque member is required.

【0092】次にメモリパネル1上のすべてのダブルゲ
ートメモリ11をデータの書き込み状態とする。すなわ
ち、W/E/R選択ドライバ2からすべてのボトムゲー
トラインBGL(透明電極10a)に0(V)の電圧を
供給させ、バッファ5からすべてのトップゲートライン
TGL(トップゲート電極11f)に+20(V)の電
圧を供給する。これにより、すべてのダブルゲートメモ
リ11がデータの書き込み状態(1)となる。この間に
おいてはランプ20は、点灯していても、指紋が指紋照
合部30aにないのでダブルゲートメモリ11に光が反
射されないので、点灯していても消灯していてもよい。
このとき、有機EL素子12は発光していない。
Next, all the double gate memories 11 on the memory panel 1 are set to a data write state. That is, a voltage of 0 (V) is supplied from the W / E / R selection driver 2 to all bottom gate lines BGL (transparent electrodes 10a), and +20 is supplied from the buffer 5 to all top gate lines TGL (top gate electrodes 11f). (V). As a result, all the double gate memories 11 enter the data write state (1). During this time, even if the lamp 20 is turned on, the light is not reflected on the double gate memory 11 because the fingerprint is not in the fingerprint collating unit 30a, and therefore the lamp 20 may be turned on or off.
At this time, the organic EL element 12 does not emit light.

【0093】次に、ランプ20を一定期間点灯状態と
し、プリズム30の指紋照合部30aに載置された指紋
に光を照射する。この光は、指紋の凸部ではかなりの量
が反射するが、凹部では反射量が少なく、光の像となっ
てプリズム30から出射し、集光レンズ40を介してダ
ブルゲートメモリ11に入射する。
Next, the lamp 20 is turned on for a certain period, and light is applied to the fingerprint placed on the fingerprint collation unit 30a of the prism 30. This light reflects a considerable amount at the convex part of the fingerprint, but has a small amount of reflection at the concave part, becomes a light image, exits from the prism 30, and enters the double gate memory 11 via the condenser lens 40. .

【0094】このとき、ランプ20からプリズム30及
び集光レンズ40、並びにガラス基板10及び透明電極
10bを介して半導体層11bに入射する光が明るいダ
ブルゲートメモリ11では、半導体層11b内に十分な
量の電子が発生するので、短時間のうちに電子がトップ
ゲート絶縁膜11fのトラップ領域にトラップされてデ
ータの書き込み状態(1)となる。一方、半導体層11
bに入射する光が暗いダブルゲートメモリ11では、半
導体層11b内に発生する電子の量は少ないので、トラ
ップ領域には何もトラップされていないか正孔がトラッ
プされている状態になる。
At this time, in the double gate memory 11 in which the light from the lamp 20 enters the semiconductor layer 11b via the prism 30, the condenser lens 40, the glass substrate 10 and the transparent electrode 10b, the semiconductor layer 11b has sufficient light. Since an amount of electrons is generated, the electrons are trapped in the trap region of the top gate insulating film 11f in a short time, and the state becomes the data write state (1). On the other hand, the semiconductor layer 11
In the double gate memory 11 where the light incident on b is dark, the amount of electrons generated in the semiconductor layer 11b is small, so that nothing is trapped or holes are trapped in the trap region.

【0095】これにより、すべてのダブルゲートメモリ
11は、データの書き込み状態かそうでない状態かのい
ずれかに固定化される。
As a result, all the double gate memories 11 are fixed to either a data write state or a non-data write state.

【0096】次に読み込み動作について説明する。読み
込み動作では、所定の行のドレインラインDLに+10
(V)の電圧を、ボトムゲートラインBGLに+10
(V)の電圧を印加し、反射光に応じてnチャネルを形
成する。ここで指紋の凸部のビットに対応するダブルゲ
ートメモリ11は、書き込み状態(1)であるので、ソ
ースラインSLが0(V)程度の電圧のままであり、指
紋の凹部のビットに対応するダブルゲートメモリ11
は、nチャネルの形成を阻害するトラップされた電子が
ほとんどないため、ドレイン電流が流れてソースライン
SLを介しバッファ7に+10(V)程度の電圧信号を
出力する。この読み込み動作は行毎に順次行われ、最終
行で動作が終了する。こうしてP/S変換器8から得ら
れたデータdataが、暗と明の指紋の2値画像のデー
タとなり、制御部9で予め保存されていたデータとの照
合が行われる。
Next, the reading operation will be described. In the read operation, +10 is applied to the drain line DL of a predetermined row.
(V) is applied to the bottom gate line BGL by +10
A voltage of (V) is applied to form an n-channel according to the reflected light. Here, since the double gate memory 11 corresponding to the bit of the fingerprint convex portion is in the write state (1), the source line SL remains at a voltage of about 0 (V) and corresponds to the bit of the fingerprint concave portion. Double gate memory 11
Since almost no trapped electrons hinder the formation of the n-channel, a drain current flows and a voltage signal of about +10 (V) is output to the buffer 7 via the source line SL. This reading operation is sequentially performed for each row, and the operation ends at the last row. The data data thus obtained from the P / S converter 8 becomes binary image data of dark and bright fingerprints, and the control unit 9 compares the data with data stored in advance.

【0097】また、上記撮像装置は、複数のダブルゲー
トメモリ11を縦横にマトリクス状に配列して、指紋を
指紋照合部30aで固定してセンスする構造であった
が、図11に示すようにダブルゲートメモリ11を一行
に配置させた構造でもよい。この場合、指を指紋照合部
30a上に載置して列方向にスライドさせる。
The above imaging apparatus has a structure in which a plurality of double gate memories 11 are arranged vertically and horizontally in a matrix, and a fingerprint is fixed and sensed by a fingerprint collating unit 30a, as shown in FIG. A structure in which the double gate memories 11 are arranged in one row may be used. In this case, a finger is placed on the fingerprint collation unit 30a and slid in the column direction.

【0098】スライドされている間、バッファ5からト
ップゲートラインTGLに+20(V)の電圧を出力し
て指紋の凹凸により異なる反射光に応じて電子をトラッ
プさせ、トラップ後にトップゲートラインTGLを0
(V)とし、トラップ中またはトラップ後にR選択ドラ
イバ6からドレインラインDLに+10(V)の電圧を
印加し、ボトムゲートラインBGLに+10(V)を印
加し、反射光に応じてソースラインSLに印加される電
圧がバッファ7に供給される一連の動作が順次行われ
る。P/S変換器8は、ダブルゲートメモリ11から読
み出され、バッファ7でレベルが変換されてパラレルで
供給されたデータ信号を、一行分毎或いは一行を複数回
繰り返した複数分毎にシリアルのデータdataに変換
して制御部9に供給する。また指紋センスの直前に、前
のセンスでトラップされている電子を有機EL素子12
及び/またはランプ20の照射、並びにトップゲートラ
インTGLへの負電圧の印加で強制的に排除し、トラッ
プ領域にはキャリアがほとんどない状態または正孔がト
ラップされた消去状態にさせる。ランプ20のみで強制
除去する場合、有機EL素子12を設けなくてよいこと
は言うまでもないがその場合、全てのダブルゲートメモ
リ11に光が照射されるように指紋照合部30aの全面
を平滑に覆う等の反射させる動作が要求される。
During the sliding, a voltage of +20 (V) is output from the buffer 5 to the top gate line TGL to trap electrons according to the reflected light that differs due to the unevenness of the fingerprint.
(V), a voltage of +10 (V) is applied to the drain line DL from the R selection driver 6 during or after the trap, +10 (V) is applied to the bottom gate line BGL, and the source line SL according to the reflected light. Are sequentially supplied to the buffer 7. The P / S converter 8 converts the data signal read from the double gate memory 11 and converted in level by the buffer 7 and supplied in parallel to the data signal for each row or for each of a plurality of repeated rows. The data is converted into data and supplied to the control unit 9. Immediately before the fingerprint sense, the electrons trapped by the previous sense are transferred to the organic EL element 12.
And / or the irradiation of the lamp 20 and the application of a negative voltage to the top gate line TGL are forcibly eliminated, so that the trap region has little carriers or an erased state in which holes are trapped. Needless to say, the organic EL element 12 does not need to be provided when forcibly removing with the lamp 20 alone, but in that case, the entire surface of the fingerprint collation unit 30a is smoothly covered so that light is applied to all the double gate memories 11. Is required.

【0099】この構造の撮像装置の場合、ダブルゲート
メモリ11の数を少なく抑えるので、歩留まりを高くし
て製造することができる。
In the case of the imaging device having this structure, the number of the double gate memories 11 is reduced, so that the manufacturing can be performed with a high yield.

【0100】以上説明したように、この実施の形態にか
かる指紋センサでは、指紋の画像を撮影するための回路
として、制御部9が出力する制御信号を変えるだけで、
第1の実施の形態で説明した記憶装置(図1)と同一の
回路を用いることができる。この制御回路は、ソフトウ
ェアまたはファームウェアを変更することによって変え
ることができるので、記憶装置と同一構成のハードウェ
アを指紋の画像を撮影するための撮像装置としても用い
ることができる。
As described above, in the fingerprint sensor according to this embodiment, as a circuit for photographing a fingerprint image, only the control signal output from the control unit 9 is changed.
The same circuit as the storage device (FIG. 1) described in the first embodiment can be used. Since this control circuit can be changed by changing software or firmware, hardware having the same configuration as the storage device can also be used as an imaging device for capturing a fingerprint image.

【0101】このように、同一構成のハードウェアを記
憶装置と、撮像装置という異なる2つの用途に適用する
ことによって、1つのハードウェアとしての生産量が増
え、様々な量産化メリット、例えば、コスト低減、製造
工程における中間在庫量の削減などのメリットを得るこ
とができる。
As described above, by applying hardware having the same configuration to two different uses, that is, a storage device and an imaging device, the amount of production as one piece of hardware increases, and various merits of mass production, such as cost reduction, are obtained. Advantages such as reduction and reduction of the amount of intermediate stock in the manufacturing process can be obtained.

【0102】上記第1、第2実施形態では、ダブルゲー
トメモリ11がnチャネル構造であったが、pチャネル
構造として各駆動電圧の極性を反対にして動作させても
よい。
In the first and second embodiments, the double gate memory 11 has an n-channel structure. However, it may be operated as a p-channel structure with the polarity of each drive voltage reversed.

【0103】本発明の撮像装置は、上記のように指紋セ
ンサとして使用する場合だけでなく、スキャナなど他の
撮像装置としても用いることができる。また、上記の第
1の実施の形態の変形態様として説明した、図5或いは
図8に示すメモリパネル1−1、1−4も撮像装置とし
て適用することができる(但し、図8に示すメモリパネ
ル1−4では、トップゲート電極11iの側を集光レン
ズ40に向けるように配置し、平面発光パネル13を集
光レンズ40からの光の経路から外して配置する)。
The imaging device of the present invention can be used not only as a fingerprint sensor as described above, but also as another imaging device such as a scanner. Also, the memory panels 1-1 and 1-4 shown in FIG. 5 or FIG. 8 described as a modification of the first embodiment can be applied as the imaging device (however, the memory panel shown in FIG. In the panel 1-4, the top gate electrode 11i is arranged so as to face the condenser lens 40, and the flat light-emitting panel 13 is arranged out of the path of light from the condenser lens 40).

【0104】[0104]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記憶素子へのデータの書き込み及び消去の時間を短くす
ることができる。
As described above, according to the present invention,
Time for writing and erasing data to the storage element can be shortened.

【0105】また、本発明の撮像装置によれば、記憶装
置との部品の共通化により、様々な量産化メリットを得
ることができる。
Further, according to the imaging apparatus of the present invention, various mass production advantages can be obtained by sharing parts with the storage device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる記憶装置の
回路構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a storage device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のメモリパネルの構造を示す図であり、
(a)は平面図、(b)は(a)のX−X断面図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a memory panel of FIG. 1,
(A) is a top view, (b) is XX sectional drawing of (a).

【図3】図1、図2のダブルゲートメモリの動作原理を
説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation principle of the double gate memory of FIGS. 1 and 2;

【図4】図1、図2のダブルゲートメモリの電流−電圧
特性図である。
FIG. 4 is a current-voltage characteristic diagram of the double gate memory of FIGS. 1 and 2;

【図5】本発明の第1の実施の形態の変形にかかるメモ
リパネルの構造を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structure of a memory panel according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施の形態の変形にかかるメモ
リパネルの構造を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a structure of a memory panel according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施の形態の変形にかかるメモ
リパネルの構造を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a memory panel according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1の実施の形態の変形にかかるメモ
リパネルの構造を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a structure of a memory panel according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1実施の形態の変形にかかるダブル
ゲートメモリの構造を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a structure of a double gate memory according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施の形態にかかる撮像装置
の構造を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of an imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施の形態の変形にかかる撮
像装置の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an imaging device according to a modification of the second embodiment of the present invention.

【図12】従来のメモリパネルの構造を示す断面図であ
る。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional memory panel.

【図13】図12のダブルゲートメモリの動作原理を示
す図である。
FIG. 13 is a diagram showing the operation principle of the double gate memory of FIG.

【図14】図12のダブルゲートメモリの電流−電圧特
性図である。
14 is a current-voltage characteristic diagram of the double gate memory of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・メモリパネル、1A・・・メモリセル部、1B・・・光
アドレス部、2・・・W/E選択ドライバ、3・・・EL駆動
電源回路、4・・・S/P(シリアル/パラレル)変換
器、5・・・バッファ、6・・・R選択ドライバ、7・・・バッ
ファ、8・・・P/S(パラレル/シリアル)変換器、9・
・・制御部、10・・・ガラス基板、10a・・・透明電極、1
0b・・・トップゲート電極(兼アノード電極)、11・・・
ダブルゲートメモリ、11a・・・ボトムゲート絶縁膜、
11b・・・半導体層、11c・・・n+Si層、11d・・・
ソース電極、11e・・・ドレイン電極、11f・・・トップ
ゲート絶縁膜、11g・・・トップゲート電極、11h・・・
ボトムゲート電極、11h・・・ボトムゲート電極、11
i・・・トップゲート電極、12・・・有機EL素子、12’
・・・LEDアレイユニット、12”・・・光学的接合部、1
2a・・・有機EL層、12b・・・カソード電極、12c・・
・アノード電極、12d・・・有機EL層、12e・・・カソ
ード電極、12f・・・有機EL層、12g・・・カソード電
極、13・・・平面発光パネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory panel, 1A ... Memory cell part, 1B ... Light address part, 2 ... W / E selection driver, 3 ... EL drive power supply circuit, 4 ... S / P ( Serial / parallel) converter, 5 ... buffer, 6 ... R selection driver, 7 ... buffer, 8 ... P / S (parallel / serial) converter, 9 ...
..Control unit, 10: glass substrate, 10a: transparent electrode, 1
0b: Top gate electrode (also serves as anode), 11:
Double gate memory, 11a ... bottom gate insulating film,
11b ... semiconductor layer, 11c ... n + Si layer, 11d ...
Source electrode, 11e Drain electrode, 11f Top gate insulating film, 11g Top gate electrode, 11h
Bottom gate electrode, 11h ... bottom gate electrode, 11
i: Top gate electrode, 12: Organic EL element, 12 ′
... LED array unit, 12 "... optical junction, 1
2a: Organic EL layer, 12b: Cathode electrode, 12c ...
-Anode electrode, 12d: Organic EL layer, 12e: Cathode electrode, 12f: Organic EL layer, 12g: Cathode electrode, 13: Flat light-emitting panel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/788 H01L 27/14 A 29/792 29/78 371 H04N 5/335 // H05B 33/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/788 H01L 27/14 A 29/792 29/78 371 H04N 5/335 // H05B 33/14

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】データの消去、書き込みまたは読み出しの
それぞれに応じた所定の電圧が供給される第1ゲート電
極と、 前記第1ゲート電極上に形成された第1ゲート絶縁膜
と、 入射された光によって励起されて内部にキャリアを発生
し、前記第1ゲート電極に供給された電圧によってチャ
ネルを形成する半導体層と、 供給された電圧に応じて、前記半導体層に形成されたチ
ャネルを通じて電流を流させるドレイン電極及びソース
電極と、 前記半導体層並びに前記ドレイン電極及びソース電極の
上に形成され、前記半導体層との界面において前記半導
体層内に発生したキャリアをトラップするトラップ領域
を形成する第2ゲート絶縁膜と、 前記第2ゲート絶縁膜上の前記半導体層に対応する位置
に形成され、データの消去、書き込みまたは読み出しの
それぞれに応じた所定の電圧が供給され、供給された電
圧に応じて前記半導体層内のキャリアを前記第2ゲート
絶縁膜のトラップ領域にトラップさせる第2ゲート電極
と、 供給された電圧に従って発光し、前記半導体層に光を入
射させる発光素子とを備えることを特徴とする記憶素
子。
A first gate electrode to which a predetermined voltage corresponding to each of data erasing, writing, and reading is supplied; a first gate insulating film formed on the first gate electrode; A semiconductor layer that is excited by light to generate carriers therein and forms a channel by a voltage supplied to the first gate electrode; and a current flows through a channel formed in the semiconductor layer according to the supplied voltage. A drain electrode and a source electrode to be caused to flow, and a second trap region formed on the semiconductor layer and the drain electrode and the source electrode and trapping carriers generated in the semiconductor layer at an interface with the semiconductor layer. A gate insulating film, formed at a position corresponding to the semiconductor layer on the second gate insulating film, for erasing, writing or A second gate electrode for supplying a predetermined voltage corresponding to each of the protrusions, and for trapping carriers in the semiconductor layer in a trap region of the second gate insulating film in accordance with the supplied voltage; A light emitting element that emits light according to the formula (1) and makes light incident on the semiconductor layer.
【請求項2】前記第1ゲート絶縁膜と第2ゲート絶縁膜
とは、窒化シリコンによって構成され、 前記第2ゲート絶縁膜の窒化シリコンの組成は、前記第
1ゲート絶縁膜に比べてシリコンの比率が高くなってい
ることを特徴とする請求項1に記載の記憶素子。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first gate insulating film and the second gate insulating film are made of silicon nitride, and a composition of silicon nitride of the second gate insulating film is smaller than that of the first gate insulating film. The storage element according to claim 1, wherein the ratio is high.
【請求項3】前記半導体層は、電子を多数キャリアとす
るアモルファスシリコンによって構成され、前記第1ゲ
ート電極に供給された電圧に応じて、前記第2ゲート電
極との界面の反対側にチャネルを形成することを特徴と
する請求項1または2に記載の記憶素子。
3. The semiconductor layer is made of amorphous silicon having electrons as majority carriers, and a channel is formed on an opposite side of an interface with the second gate electrode according to a voltage supplied to the first gate electrode. The storage element according to claim 1, wherein the storage element is formed.
【請求項4】前記第1ゲート電極は、前記第1ゲート絶
縁膜の外部にまで伸延する透明電極によって構成され、 前記発光素子は、前記透明電極を介して発光した光を前
記半導体層に入射させることを特徴とする請求項1乃至
3のいずれか1項に記載の記憶素子。
4. The first gate electrode comprises a transparent electrode extending to the outside of the first gate insulating film, and the light emitting element makes light emitted through the transparent electrode incident on the semiconductor layer. The storage element according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】前記第1ゲート電極の外部にまで伸延した
部分は、前記発光素子の一方の電極を兼ねることを特徴
とする請求項4に記載の記憶素子。
5. The memory device according to claim 4, wherein a portion extending to the outside of the first gate electrode also serves as one electrode of the light emitting device.
【請求項6】データの消去、書き込みまたは読み出しの
それぞれに応じた所定の電圧が供給される第1ゲート電
極と、前記第1ゲート電極上に形成された第1ゲート絶
縁膜と、入射された光によって励起されて内部にキャリ
アを発生し、前記第1ゲート電極に供給された電圧によ
ってチャネルを形成する半導体層と、供給された電圧に
応じて、前記半導体層に形成されたチャネルを通じて電
流を流させるドレイン電極及びソース電極と、前記半導
体層並びに前記ドレイン電極及びソース電極の上に形成
され、前記半導体層との界面において前記半導体層内に
発生したキャリアをトラップするトラップ領域を形成す
る第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜上の前記
半導体層に対応する位置に形成され、データの消去、書
き込みまたは読み出しのそれぞれに応じた所定の電圧が
供給され、供給された電圧に応じて前記半導体層内のキ
ャリアを前記第2ゲート絶縁膜のトラップ領域にトラッ
プさせる第2ゲート電極と、供給された電圧に従って発
光し、前記半導体層に光を入射させる発光素子とを備え
る記憶素子の前記発光素子を発光させて前記半導体層に
光を入射させると共に、該入射された光によって発生し
たキャリアのうちの正孔または電子の一方を前記第2ゲ
ート絶縁膜のトラップ領域にトラップさせるための電圧
を前記第2ゲート電極に供給して、前記記憶素子をデー
タの消去状態とさせるデータ消去ステップと、 前記発光素子を発光させて前記半導体層に光を入射させ
ると共に、該入射された光によって発生したキャリアの
うちの正孔または電子の他方を前記第2ゲート絶縁膜の
トラップ領域にトラップさせるための電圧を前記第2ゲ
ート電極に供給して、前記記憶素子をデータの書き込み
状態とさせるデータ書き込みステップと、 前記ドレイン電極と前記ソース電極とに所定の電圧を印
加し、前記半導体層を介して流れる電流によって変化す
る電圧を読み出すことで、前記記憶素子に記憶されてい
るデータを読み出すデータ読み出しステップとを含むこ
とを特徴とする記憶素子の駆動方法。
6. A first gate electrode to which a predetermined voltage corresponding to each of data erasing, writing, and reading is supplied, a first gate insulating film formed on the first gate electrode, and an incident light. A semiconductor layer which is excited by light to generate carriers therein and forms a channel by a voltage supplied to the first gate electrode, and a current flows through a channel formed in the semiconductor layer according to the supplied voltage. A drain electrode and a source electrode to be flowed, and a trap region formed on the semiconductor layer and the drain electrode and the source electrode and trapping carriers generated in the semiconductor layer at an interface with the semiconductor layer. A gate insulating film formed at a position corresponding to the semiconductor layer on the second gate insulating film, for erasing, writing, or reading data; A predetermined voltage corresponding to each of the gate electrodes is supplied, a second gate electrode for trapping carriers in the semiconductor layer in a trap region of the second gate insulating film according to the supplied voltage, and A light-emitting element that emits light and causes the light to enter the semiconductor layer. The light-emitting element emits light to the semiconductor layer and emits light to the semiconductor layer. Or a data erasing step of supplying a voltage for causing one of the electrons to be trapped in the trap region of the second gate insulating film to the second gate electrode to bring the storage element into a data erased state; The semiconductor layer is caused to emit light and light is incident on the semiconductor layer, and the other of the holes or electrons of the carriers generated by the incident light is transmitted to the second gate. Supplying a voltage for trapping in a trap region of an insulating film to the second gate electrode to cause the storage element to be in a data write state; and applying a predetermined voltage to the drain electrode and the source electrode. A data read step of reading data stored in the storage element by reading a voltage that is applied and changed by a current flowing through the semiconductor layer, thereby driving the storage element.
【請求項7】データの消去、書き込みまたは読み出しの
それぞれに応じた所定の電圧が供給される第1ゲート電
極と、前記第1ゲート電極上に形成された第1ゲート絶
縁膜と、入射された光によって励起されて内部にキャリ
アを発生し、前記第1ゲート電極に供給された電圧によ
ってチャネルを形成する半導体層と、供給された電圧に
応じて、前記半導体層に形成されたチャネルを通じて電
流を流させるドレイン電極及びソース電極と、前記半導
体層並びに前記ドレイン電極及びソース電極の上に形成
され、前記半導体層との界面において前記半導体層内に
発生したキャリアをトラップするトラップ領域を形成す
る第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜上の前記
半導体層に対応する位置に形成され、データの消去、書
き込みまたは読み出しのそれぞれに応じた所定の電圧が
供給され、供給された電圧に応じて前記半導体層内のキ
ャリアを前記第2ゲート絶縁膜のトラップ領域にトラッ
プさせる第2ゲート電極とを備える記憶素子が複数形成
されたメモリパネルと、 供給された電圧に従って発光し、前記半導体層に光を入
射させる発光素子と、 データを消去または書き込むべき記憶素子に対応する発
光素子を選択して発光させる選択手段と、 前記選択手段により発光素子が発光した光によって半導
体層内に発生したキャリアのうちの正孔または電子の一
方を前記第2ゲート絶縁膜のトラップ領域にトラップさ
せるための電圧を前記第2ゲート電極に供給し、データ
の消去状態とする消去手段と、 前記選択手段により発光素子が発光した光によって半導
体層内に発生したキャリアのうちの正孔または電子の他
方を前記第2ゲート絶縁膜のトラップ領域にトラップさ
せるための電圧を前記第2ゲート電極に供給し、データ
の書き込み状態とする書き込み手段と、 データの読み出し対象となる記憶素子の前記ドレイン電
極と前記ソース電極との間に所定の電圧を印加し、前記
半導体層を介して流れる電流によって変化する電圧を読
み出すことで、対応する記憶素子からデータを読み出す
読み出し手段とを備えることを特徴とする記憶装置。
7. A first gate electrode to which a predetermined voltage is supplied according to each of data erasing, writing, and reading, a first gate insulating film formed on the first gate electrode, A semiconductor layer which is excited by light to generate carriers therein and forms a channel by a voltage supplied to the first gate electrode, and a current flows through a channel formed in the semiconductor layer according to the supplied voltage. A drain electrode and a source electrode to be flowed, and a trap region formed on the semiconductor layer and the drain electrode and the source electrode and trapping carriers generated in the semiconductor layer at an interface with the semiconductor layer. A gate insulating film formed at a position corresponding to the semiconductor layer on the second gate insulating film, for erasing, writing, or reading data; And a second gate electrode configured to supply a predetermined voltage corresponding to each of the second gate electrodes and trap carriers in the semiconductor layer in a trap region of the second gate insulating film in accordance with the supplied voltage. A formed memory panel, a light-emitting element that emits light according to a supplied voltage and causes light to enter the semiconductor layer, and a selection unit that selects and emits light by selecting a light-emitting element corresponding to a storage element from which data is to be erased or written. A voltage for trapping one of holes or electrons among carriers generated in the semiconductor layer by the light emitted from the light emitting element by the selection means in the trap region of the second gate insulating film is applied to the second gate electrode. An erasing unit that supplies the data to an erased state, and a carrier generated in the semiconductor layer by light emitted from the light emitting element by the selecting unit. A writing means for supplying a voltage for trapping the other of the holes or the electrons into the trap region of the second gate insulating film to the second gate electrode and setting a data write state; Reading means for reading data from a corresponding storage element by applying a predetermined voltage between the drain electrode and the source electrode of the storage element, and reading a voltage that is changed by a current flowing through the semiconductor layer. A storage device comprising:
【請求項8】選択的に所定の電圧が供給される第1ゲー
ト電極と、前記第1ゲート電極上に形成された第1ゲー
ト絶縁膜と、入射された光によって励起されて内部にキ
ャリアを発生し、前記第1ゲート電極に供給された電圧
によってチャネルを形成する半導体層と、供給された電
圧に応じて、前記半導体層に形成されたチャネルを通じ
て電流を流させるドレイン電極及びソース電極と、前記
半導体層並びに前記ドレイン電極及びソース電極の上に
形成され、前記半導体層との界面において前記半導体層
内に発生したキャリアをトラップするトラップ領域を形
成する第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜上の
前記半導体層に対応する位置に形成され、選択的に所定
の電圧が供給され、供給された電圧に応じて前記半導体
層内のキャリアを前記第2ゲート絶縁膜のトラップ領域
にトラップさせる第2ゲート電極とを備える記憶素子が
所定の配列で配置されたメモリパネルと、 発光することによりすべての半導体層にキャリアを発生
させる全発光手段と、 撮像対象の光像を、前記メモリパネル上に結像させる結
像手段と、 前記結像手段により撮像対象の光像が前記メモリパネル
上に結像されている光像によって半導体層内に発生した
キャリアのうちの正孔または電子の一方を前記第2ゲー
ト絶縁膜のトラップ領域にトラップさせるための電圧
を、前記第2ゲート電極に供給する書き込み手段と、 前記ドレイン電極と前記ソース電極との間に所定の電圧
を印加し、前記半導体層を介して流れる電流によって変
化する電圧を、各記憶素子について順次読み出す読み出
し手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
8. A first gate electrode to which a predetermined voltage is selectively supplied, a first gate insulating film formed on said first gate electrode, and carriers excited by incident light to generate carriers therein. A semiconductor layer that is generated and forms a channel by a voltage supplied to the first gate electrode; and a drain electrode and a source electrode that cause a current to flow through a channel formed in the semiconductor layer according to the supplied voltage. A second gate insulating film formed on the semiconductor layer and the drain electrode and the source electrode, the second gate insulating film forming a trap region for trapping carriers generated in the semiconductor layer at an interface with the semiconductor layer; A predetermined voltage is selectively supplied at a position on the insulating film corresponding to the semiconductor layer, and carriers in the semiconductor layer are selectively supplied according to the supplied voltage. A memory panel in which storage elements each having a second gate electrode trapped in a trap region of the second gate insulating film are arranged in a predetermined arrangement; and a full light emitting means for emitting light to generate carriers in all semiconductor layers. Imaging means for forming an optical image of an imaging target on the memory panel; and an optical image of the imaging object formed by the imaging means on the memory panel in the semiconductor layer. Writing means for supplying, to the second gate electrode, a voltage for trapping one of the holes or electrons in the trapped carriers in the trap region of the second gate insulating film; Reading means for applying a predetermined voltage between the memory elements and sequentially reading, for each storage element, a voltage that changes according to a current flowing through the semiconductor layer. Imaging device according to claim and.
JP11008169A 1999-01-14 1999-01-14 Storage element, its drive method and storage device, and image pickup device Pending JP2000208724A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11008169A JP2000208724A (en) 1999-01-14 1999-01-14 Storage element, its drive method and storage device, and image pickup device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11008169A JP2000208724A (en) 1999-01-14 1999-01-14 Storage element, its drive method and storage device, and image pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000208724A true JP2000208724A (en) 2000-07-28

Family

ID=11685840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11008169A Pending JP2000208724A (en) 1999-01-14 1999-01-14 Storage element, its drive method and storage device, and image pickup device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000208724A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002063631A1 (en) * 2001-02-05 2002-08-15 Optabyte, Inc. Volumetric electro optical recording
JP2002305297A (en) * 2001-04-09 2002-10-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
WO2006097129A1 (en) * 2005-03-17 2006-09-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Planar image sensor
JP2010050427A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Seoul National Univ Industry Foundation Reconfigurable semiconductor device
US7768007B2 (en) 2000-12-12 2010-08-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Information device
WO2016157870A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 凸版印刷株式会社 Contact-type two-dimensional image sensor
CN112578013A (en) * 2015-12-07 2021-03-30 台湾积体电路制造股份有限公司 Sensing circuit including a bio-sensitive field effect transistor and method of operation

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7768007B2 (en) 2000-12-12 2010-08-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Information device
US8101950B2 (en) 2000-12-12 2012-01-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Information device
US8492766B2 (en) 2000-12-12 2013-07-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Information device
US8946715B2 (en) 2000-12-12 2015-02-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Information device
WO2002063631A1 (en) * 2001-02-05 2002-08-15 Optabyte, Inc. Volumetric electro optical recording
US6687149B2 (en) 2001-02-05 2004-02-03 Optabyte, Inc. Volumetric electro-optical recording
JP2002305297A (en) * 2001-04-09 2002-10-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
WO2006097129A1 (en) * 2005-03-17 2006-09-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Planar image sensor
JP2010050427A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Seoul National Univ Industry Foundation Reconfigurable semiconductor device
WO2016157870A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 凸版印刷株式会社 Contact-type two-dimensional image sensor
CN112578013A (en) * 2015-12-07 2021-03-30 台湾积体电路制造股份有限公司 Sensing circuit including a bio-sensitive field effect transistor and method of operation
CN112578013B (en) * 2015-12-07 2022-12-27 台湾积体电路制造股份有限公司 Sensing circuit including a bio-sensitive field effect transistor and method of operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101499498B (en) Optical sensor element, image forming apparatus, electronic apparatus and storage element
KR100559077B1 (en) Active Matrix Organic Light Emitting Diode (AMOLED) Display Pixel Structure and Data Load / Light Emitting Circuit for It
US6852965B2 (en) Image sensor apparatus having additional display device function
US7177192B2 (en) Method of operating a flash memory device
JP4026332B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6720614B2 (en) Operation method for programming and erasing a data in a P-channel sonos memory cell
JP3457819B2 (en) Display device
US5034926A (en) Non-volatile semiconductor memory
US6784933B1 (en) Solid-state imaging device and method for controlling same
KR930000818B1 (en) Eeprom having nand memory cell structure
US7057930B2 (en) Semiconductor memory device in which source line potential is controlled in accordance with data programming mode
US20050253790A1 (en) Display apparatus and image reading/displaying system incorporating the same
US7336534B2 (en) Non-volatile memory device and drive method thereof
JP2003273122A (en) Transistor circuit
JP2006059481A (en) Semiconductor storage device
US5020030A (en) Nonvolatile SNOS memory cell with induced capacitor
JP2006107711A (en) Nonvolatile memory device and high-speed verification method therefor
JPH11274569A (en) Led device and light source, image forming device, and image reading device utilizing the same
KR20050099329A (en) Nor type flash memory device being capable of reducing program time and its program method
JP2000208724A (en) Storage element, its drive method and storage device, and image pickup device
JP2732601B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3197119B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
KR100488583B1 (en) Dual bit split gate flash memory device and method for driving the same
JP3160451B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
KR100332000B1 (en) Non-volatile semiconductor memory