JP2001274344A - メモリデバイスおよびその製造方法 - Google Patents
メモリデバイスおよびその製造方法Info
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- G11C2213/77—Array wherein the memory element being directly connected to the bit lines and word lines without any access device being used
Abstract
かつ容易に、更に短期間で製造することのできるメモリ
デバイスの製造技術を提供する。 【解決手段】 メモリセルが上下線状電極の交差位置に
形成される単純マトリクス構造を採用し、所定のメモリ
セル位置の電極表面に対しインクジェットヘッドを用い
て絶縁材料を選択的に吐出することにより、前記所定の
メモリセル位置の電極表面を絶縁材料で被覆する。メモ
リセル位置の電極表面に対する被覆絶縁膜の有無により
状態を記憶する。
Description
り、特に読み出し専用メモリである半導体ROM(リー
ドオンリメモリ)に関する。
ーザによる変更はできない固定的なパターンとして、メ
モリデバイスを生産する時に書き込まれる。図11は従
来の半導体ROMに対する、ダイオードを用いた等価回
路図の一例である。X方向線状電極とY方向線状電極の
交差部にメモリセルが形成される単純マトリクス構造と
なっており、ダイオードによりX方向線状電極とY方向
線状電極が接続されているか接続されていないかで、各
メモリセルについて2値状態が記憶される構造となって
いる。
示す。半導体層702を挟んでX方向線状電極700と
Y方向線状電極701が形成されてており、絶縁膜71
2の有無により2値状態が記憶される構成となってい
る。例えば、メモリセル710は図11においてダイオ
ードにより接続されている箇所に相当し、メモリセル7
11は接続されていない箇所に相当する。
は、記録パターン(半導体ROMに書き込むパターン)
に従ってフォトマスクを製造し、これを用いてフォトレ
ジスト層を選択的に露光し、絶縁膜層を選択的にエッチ
ングすることにより、固定的なパターンを書き込んでい
た。
ようにフォトマスクを用いて半導体ROMの記憶パター
ンを書き込む手法では次のような問題があった。一つ
は、フォトマスクは製造原価が1枚数百から数千万円と
非常に高額であるため、それを用いて製造する半導体R
OMの価格も非常に高額になってしまう点である。二つ
めは、フォトマスクのマスクパターンは一度形成される
と変更できないため、記憶パターンごとにフォトマスク
を製造しなければならないという点である。そのため、
コストの面から、記録パターンの変更を容易に行えない
という問題があった。三つめは、フォトマスクの製造か
ら絶縁層のエッチングを含む一連の製造工程にだいたい
2〜3週間程度かかってしまい、短期間での製造が困難
な点である。
すべく創案されたもので、多様な記録パターンの半導体
ROMを、安価かつ容易に、更に短期間で製造すること
のできるメモリデバイスの製造技術を提供することを目
的とする。
イスの製造方法は、メモリセル位置の電極表面に対する
被覆絶縁膜の有無により状態を記憶するメモリデバイス
の製造方法であって、所定のメモリセル位置の電極表面
に対しインクジェットヘッドを用いて絶縁材料を選択的
に吐出することにより、前記所定のメモリセル位置の電
極表面を絶縁材料で被覆する。これによって、インクジ
ェットの設定変更によって、容易に記憶内容を変更し得
る。
囲うようにバンクを形成する工程を備え、絶縁材料を、
前記バンクに囲まれる領域に対して選択的に吐出するこ
とにより、前記所定のメモリセル位置の電極を絶縁材料
で被覆する。かかる構成では、バンクの存在により、選
択されたメモリセルの電極を精度よく絶縁膜で被服する
ことができる。
位置の電極表面を囲うように、絶縁材料に対して電極表
面よりも非親和性を示す(接触エネルギーの高い)領域
を形成する工程を備え、絶縁材料を、前記非親和性を示
す領域に囲まれる領域に対して選択的に吐出することに
より、前記所定のメモリセル位置の電極表面を絶縁材料
で被覆する。前記非親和性を示す領域を形成する工程
は、電極表面に対しFAS(フッ化アルキルシラン)に
よりコーティングを施す工程と、紫外線(UV(ウルト
ラバイオレット)光)照射を選択的に行って前記FAS
を除去することにより、前記非親和性を示す領域に囲ま
れる領域を形成する工程により、実現できる。かかる構
成では、非親和性の領域の存在により、選択されたメモ
リセルの電極を精度よく絶縁膜で被服することができ
る。
方法は、半導体層の抵抗値により状態を記憶するメモリ
デバイスの製造方法であって、メモリセル位置に対応す
る半導体層に対し、半導体層の抵抗値が、n値の状態
(n=2、もしくはn>2)に対応して予め設定された
所定範囲のいずれかに含まれるように、インクジェット
ヘッドを用いてドーピング材料を注入する。これによっ
て、インクジェットの設定変更(ドーピング材料の吐出
量等の変更)によって、容易に記憶内容を変更すること
ができる。更に、半導体層の抵抗値の相違により多値の
記憶状態を形成することができるため、多様かつ大容量
のメモリデバイスを製造することができる。
囲うようにバンクを形成する工程と、半導体材料を前記
バンクに囲まれる領域に対してインクジェットヘッドを
用いて吐出することにより、メモリセル位置に半導体層
を形成する工程とを備える。かかる構成では、バンクの
存在により、選択されたメモリセルの電極の抵抗値を精
度よく設定することができる。
方法は、半導体層の抵抗値により状態を記憶するメモリ
デバイスの製造方法であって、メモリセル位置の電極表
面を囲うようにバンクを形成する工程を備え、n値の状
態(n=2、もしくはn>2)に対応して予め設定され
た所定範囲に抵抗値が含まれるように調整されているn
種類の半導体材料から、記憶させるべき状態に応じて所
定の半導体材料を選択し、前記選択した半導体材料を前
記バンクに囲まれる領域に対してインクジェットヘッド
を用いて選択的に吐出することにより、各メモリセルの
半導体層の抵抗値を決定する。これによって、インクジ
ェットにより吐出する半導体材料を、書き込むべき記憶
状態に応じて選択することにより、容易に各メモリセル
の記憶内容を設定することができる。また、半導体材料
の抵抗値の相違により多値の記憶状態を形成することが
でき、多様かつ大容量のメモリデバイスを製造すること
ができる。また、バンクの存在により、選択されたメモ
リセルに精度よく半導体材料を吐出することができる。
は、メモリセルが上下線状電極の交差位置に形成される
単純マトリクス構造のメモリデバイスとすることができ
る。
ル位置の電極に対する被覆絶縁膜の有無により状態を記
憶するメモリデバイスであって、前記被覆絶縁膜は、イ
ンクジェットヘッドを用いて絶縁材料を選択的に吐出す
ることにより形成される。これによって、インクジェッ
トの設定変更によって、容易に記憶内容を変更すること
のできるメモリデバイスを実現できる。
囲うように形成されたバンクを備え、前記被覆絶縁膜は
前記バンクに囲まれる領域内に形成される。かかる構成
では、各メモリセルの電極は他のメモリセルの電極とバ
ンクにより隔離されているため、安定した記憶状態を実
現することができる。
縁材料に対して電極材料よりも非親和性を示す領域に囲
まれた領域に対して、インクジェットヘッドを用いて絶
縁材料を選択的に吐出することにより形成される。かか
る構成では、各メモリセルの電極は他のメモリセルの電
極と非親和領域により隔離されているため、安定した記
憶状態を実現することができる。
の抵抗値により状態を記憶するメモリデバイスであっ
て、メモリセル位置に対応する半導体層の抵抗値が、イ
ンクジェットヘッドを用いてドーピング材料を注入する
ことにより、n値の状態(n=2、もしくはn>2)に
対応して予め設定された所定範囲のいずれかに含まれる
ように形成される。これによって、インクジェットの設
定変更(ドーピング材料の吐出量)により、容易に記憶
内容を変更することのできるメモリデバイスを実現でき
る。また、半導体材料の抵抗値の相違により多値の記憶
状態を形成することができるため、多様かつ大容量のメ
モリデバイスを実現することができる。
囲うように形成されたバンクを備え、前記メモリセル位
置に対応する半導体層は、前記バンクに囲まれる領域に
対してインクジェットヘッドを用いて半導体材料を吐出
することにより形成される。かかる構成では、各メモリ
セルの電極は他のメモリセルの電極とバンクにより隔離
されているため、安定した記憶状態を実現することがで
きる。
の抵抗値により状態を記憶するメモリデバイスであっ
て、メモリセル位置の電極表面を囲うように形成された
バンクを備え、前記メモリセル位置に対応する半導体層
は、n値の状態(n=2、もしくはn>2)に対応して
予め設定された所定範囲に抵抗値が含まれるように調整
されているn種類の半導体材料のうちいずれかを、前記
バンクに囲まれる領域に対してインクジェットヘッドを
用いて選択的に吐出することにより形成される。これに
よって、インクジェットにより吐出する半導体材料を、
書き込むべき記憶状態に応じて選択することにより、容
易に各メモリセルの記憶内容を設定することができる。
また、半導体材料の抵抗値の相違により多値の記憶状態
を形成することができ、多様かつ大容量のメモリデバイ
スを実現することができる。また、各メモリセルの電極
は他のメモリセルの電極とバンクにより隔離されている
ため、安定した記憶状態を実現することができる。
リクス構造のメモリデバイスとすることができる。
およびその製造方法の実施形態を図面に基づいて説明す
る。 (インクジェットヘッドの構成及び動作原理)最初に、
本発明に係るメモリデバイスを製造する際に用いるイン
クジェットヘッド装置の構成及び動作原理について説明
する。
斜視図は、インクの供給流路が加圧室基板内に形成され
るタイプである。同図に示すように、インクジェットヘ
ッド9は主に加圧室基板1、ノズルプレート5及び基体
3から構成される。
成された後、各々に分離される。加圧室基板1は複数の
短冊状の加圧室106が設けられ、全ての加圧室106
にインクを供給するための共通流路110を備える。加
圧室106の間は側壁107により隔てられている。加
圧室106は2列に配列され、一列当たり128個形成
されており、256ノズルの印字密度を有するインクジ
ェットヘッドを実現している。加圧室基板1の基体3側
には振動板膜及び圧電体薄膜素子が形成されている。ま
た、各圧電体薄膜素子からの配線はフレキシブルケーブ
ルである配線基板4に収束され、基体3の外部回路(図
示せず)と接続される。外部回路には半導体ROMに所
定の材料を吐出するための吐出タイミングが指示され、
材料を吐出する。
れる。ノズルプレート5における加圧室106に対応す
る位置にはインク滴を摘出するためのノズル51が形成
されている。ノズル51は例えば直径28μmとするこ
とができ、この場合、1回に吐出される材料の量は10
pl〜20pl程度となる。また、ノズル51は所定の
配列ピッチで2列形成されており、例えば、列の間隔、
配列ピッチはそれぞれ141μm、75μmとすること
ができる。
り、加圧室基板1の取付台となる。
は、圧電素子を用いる方式でも、熱による気泡発生によ
り吐出する方式であってもよい。
理の説明図である。この図はインクジェットヘッド9の
主要部に対する電気的な接続関係を示したものである。
駆動電圧源301の一方の電極は配線302を介し、イ
ンクジェットヘッドの下部電極303に接続する。駆動
電圧源301の他方の電極は配線304及びスイッチ3
06a〜306cを介して各加圧室106a〜106c
に対応する上部電極307に接続する。
06bのみが閉じられ、他のスイッチ306a、306
cが開放されている。スイッチ306a、306cが開
放されている加圧室106a、106cはインク吐出の
待機状態を示す。材料吐出時には、例えば、スイッチ3
06bのようにスイッチが閉じられ、圧電体膜309に
電圧が印加される。この電圧は、矢印Aに示す圧電体膜
309の分極方向と同極性、換言すると、分極時の印加
電圧の極性と同じように電圧が印加される。圧電体膜3
09は厚み方向に膨張するとともに、厚み方向と垂直方
向に収縮する。この収縮で圧電体膜309と振動板31
0の界面に応力が働き、圧電体膜309及び振動板31
0は下方向にたわむ。このたわみにより加圧室106b
の体積が減少し、51bから材料滴23が吐出する。こ
の材料滴23によりメモリセルに対応する電極を被覆す
る。その後再びスイッチ306bを開くと、たわんでい
た圧電体膜309及び振動板310が復元し、加圧室1
06bの体積が膨張することでインク供給路(図示せ
ず)より加圧室106bへ材料が充填される。尚、圧電
体膜309の振動周波数は、7.2kHzである。
ノズルに通ずる圧力室に発熱体が設けられており、発熱
体を発熱させてノズル近辺の流動体を沸騰させ気泡を発
生させてその体積膨張により流動体を吐出する。加熱に
よる流動体の変質がない点で圧電素子を用いる方式の方
が好ましい。
成を示す模式図である。図3において、前記装置はイン
クジェットヘッド21〜2n(nは任意の自然数)、タ
ンク31〜3n、駆動機構7および制御回路8を備えて
いる。このインクジェットヘッド装置は、メモリセル位
置の電極表面に絶縁材料等の液滴1x(xは1〜nのい
ずれか。以下同様。)を付着させることにより、所定の
絶縁膜等を形成させる。
構造を備える。各ヘッドは圧電素子を用いる方式により
絶縁材料等を含む流動体を吐出する。
の絶縁材料等を含んだ流動体11〜1nをインクジェッ
トヘッド21〜2nに供給する。
しない機械構造を備えている。モータ41は駆動信号S
xに応じてインクジェット式記録ヘッド2xをX軸方向
(図3の横方向)に搬送し、モータ42は駆動信号Sy
に応じてインクジェット式記録ヘッド2xをY軸方向
(図3の奥行方向)に搬送する。なお駆動機構はこの構
成に限定されるものではなく、インクジェットヘッド2
xの位置を相対的に変化し得るものであればよい。従っ
て、基板をインクジェットヘッド2xに対して移動する
駆動機構も採用可能である。
あり、図示しないCPU、メモリ、インターフェイス等
を備える。制御回路8は所定のプログラムを実行するこ
とにより当該装置に本発明に係るメモリデバイスを製造
させることが可能である。
ンクジェットヘッド21〜2nのいずれかに吐出信号S
h1〜Shnを供給し、当該ヘッドを移動させるときに
はモータ41、42に駆動信号Sx、Syを供給する。
1xの吐出に際して一定の雰囲気処理が必要とされると
きには、さらに固化装置6を備えてもよい。固化装置6
は絶縁層の結晶化を促進するために、制御回路8から供
給される制御信号Spに対して物理的、物理化学的、あ
るいは化学的処理を、液滴1xの下地となる面に施す。
例えば、熱風の吹き付け、レーザ照射、ランプ照射によ
る加熱・乾燥処理、化学物質投与による化学変化処理、
液滴1xの下地となる面への付着の程度を制御する一定
の表面改善処理等が考えられる。
に、前記インクジェットヘッド装置を用いることで、装
置内に記憶された記録パターンに従って所定のメモリセ
ルに選択的に絶縁材料等を吐出することができる。 (実施形態1)本発明の実施形態1は、インクジェット
ヘッドを用いて絶縁材料を選択的に吐出することによ
り、所定のメモリセル位置の電極表面を絶縁材料で被覆
する、メモリデバイスの製造技術に関する。 (第1実施例)図4に本実施形態の第1実施例の製造工
程の断面図を示す。本実施例は、メモリセル位置の電極
表面を囲うようにバンクを形成する工程を備えている。
200上に下部電極層を形成する。基板200の材料と
しては、例えば、Siウェハー、石英ガラス、ソーダガ
ラス、コーニング7059、日本電気ガラスOA―2等
の耐熱性ガラス等が考えられる。下部電極層は、直流ス
パッタ法、電子ビーム蒸着法等で白金を成膜することで
得られる。白金の他に好適な電極として、パラジウム等
の貴金属電極、IrO 2,RuO2,ReO3等の導電
性化合物がある。
ず)を塗布し、線状にパターニングを行い、これをマス
クとしてドライエッチングを施す。かかる工程により、
線状の複数の下部電極201が形成されることになる。
なお、図では、手前から奥に向かう方向に線状となって
いる。
201上にバンク202を形成する。バンク202は仕
切部材として機能する部材であり、その材料としては、
例えばポリイミド、SiO2等の絶縁材料を用いること
ができる。バンク202の形成は、リソグラフィ法や印
刷法、任意の方法を選択できる。リソグラフィ法を使用
する場合は、スピンコート、スプレーコート、ロールコ
ート、ダイコート、ディップコート等の所定の方法でバ
ンクの高さに合せて絶縁材料を塗布し、その上にレジス
ト層を塗布する。そしてバンクの形状に合せたレジスト
を残す。最後にエッチングしてマスク以外の部分のバン
クの材料を除去する。印刷法を使用する場合は、凹版、
平版、凸版等任意の方法でバンク形状に絶縁材料を直接
塗布する。バンク202の高さは、バンクで囲まれる凹
部203に絶縁材料を充填しても表面張力により隣接す
る凹部203に絶縁材料があふれ出ない程度の高さに形
成する。例えば、電極表面を被覆する絶縁膜を、0.0
5μm〜0.2μmの厚みで形成するなら、バンク20
2を0.2μm〜2μm程度の高さに形成する。
ク202は、Y方向(下部電極201と同方向)とX方
向の2方向に格子状となるように形成されている。バン
ク202に囲まれる領域203(図4(b)において凹
部203に相当)はメモリセル位置に対応している。す
なわち、バンク202は、メモリセル位置の下部電極2
01の表面を囲うように形成されている。図4(b)
は、図5のa−a’における断面図に相当する。
(d)):インクジェットヘッド205より記録パター
ンに従って選択的にSiO2等の絶縁材料を吐出し、バ
ンク202に囲まれた凹部203に絶縁材料204を充
填して絶縁膜206を形成する。インクジェットヘッド
205から絶縁材料204をバンク12で囲まれた凹部
13に吐出する(図4(c))。吐出量は加熱処理によ
り体積が減少したときに、所望の厚みになるような量と
する。絶縁材料を充填したら加熱処理を行って溶媒成分
を蒸発させる。溶媒成分が蒸発することにより、絶縁材
料204の体積が減少し、絶縁膜206が形成される
(図4(d))。吐出される絶縁材料204の量は形成
後の絶縁膜206の厚みが例えば0.1μm〜2μm程
度になるように調整される。
極201、バンク202、絶縁膜206上に、半導体層
207を成膜する。半導体層207としては、従来の半
導体材料を用いることができ、その組成は任意のものを
適用することができる。
を形成可能な金属成分の水酸化物の水和錯体、即ち、ゾ
ルを下部電極201等上に塗布・乾燥・脱脂処理して半
導体膜前駆体とし、この前駆体をRTA処理で結晶化し
て半導体薄膜を得る。そして、最終的な膜厚が、0.3
μmとなるまで所望の回数の塗布/乾燥/脱脂を繰り返
して成膜する。
ッタ、MOD法(Metal OrganicDecomposition Proce
ss)、印刷法等でも半導体層を成膜することができる。
印刷法は、電歪セラミックス粒子を主成分とするペース
トやスラリーを用いて所望の基板上に成膜し、熱処理を
することで半導体層を得る技術である。この印刷法を用
いれば、リソグラフィ技術やレーザ加工又はスライシン
グ等の機械加工技術の適用が容易であり、半導体層の形
状を任意に設計することができる。また、設計の自由度
が向上することから、メモリデバイスとしてのキャパシ
タの集積密度を向上させることができる。
極層は、直流スパッタ法、電子ビーム蒸着法等で白金を
成膜することで得られる。白金の他に好適な電極とし
て、Al,Cu,Ca,Mg、Liの他、パラジウム等
の貴金属電極、IrO2,RuO2,ReO3等の導電
性化合物がある。
ず)を塗布し、下部電極201と直交する方向(X方
向)に線状にパターニングを行い、これをマスクとして
ドライエッチング等を施す。かかる工程により、上部電
極208が、下部電極201と直交する方向に複数形成
されることになる。
い、インクジェット法によりパターン状に形成すること
ができる。こうして絶縁層等と同様に、任意に且つ適宜
上部電極パターンを形成することが可能となる。
メモリデバイスは、メモリセルが上下線状電極の交差位
置に形成される単純マトリクス構造となっている。メモ
リセルの記憶内応を決定する被覆絶縁膜をインクジェッ
トヘッドにより吐出し形成しているため、高額なフォト
マスクを用いる必要がなく、安価にメモリデバイスを製
造、実現することができる。
することにより、被覆絶縁膜を形成するメモリセルを変
更することができるため、メモリデバイスの記録パター
ンを容易に変更することができる。その結果、種々の記
録パターンのメモリデバイスを製造、実現することがで
きる。
合、家庭用プリンタに使用されるような小型の装置で被
覆絶縁膜を形成することができるため、大型の装置を備
え付けることが困難な場所(例えば、通常のオフィスや
カウンタ等)においても、メモリデバイスをその場で製
造することができる。例えば、クレジットカード、デビ
ットカード、プリペードカード等において、銀行等のカ
ウンタでインクジェットヘッドを用いて個々の顧客に固
定の情報等を書き込むといった形態も考えられる。
料を吐出する際に、各メモリセルはバンクにより他のメ
モリセルと隔離されているため、メモリセルに対してよ
り選択的に絶縁材料を吐出することができ、記録精度を
向上させることができる。 (第2実施例)図6に本実施形態の第2実施例の製造工
程の断面図を示す。本実施例は、第1実施例と同様に、
下部電極形成工程、インクジェット吐出工程、半導体層
成膜工程、上部電極形成工程を備えている。また、メモ
リセル位置の電極表面を囲うように、絶縁材料に対して
非親和性を示す領域を形成する工程(表面処理工程)を
備えている。
層成膜工程(図6(e))、上部電極形成工程(図6
(f))については、第1実施例と同様であるため、説
明を省略する。表面処理工程(図4(b))は、下部電
極形成工程の後、インクジェット吐出工程の前に、実行
される。
01上に非親和領域(FAS領域)400を形成する。
具体的には、以下のFASコーティング工程、選択的F
AS除去工程を備えている。なお、図7において斜線部
分がFASによりコーティングされた領域である。
CVD法等によりFAS(フッ化アルキルシラン)を下
部電極201の表面に蒸着させる。FASは撥水性を備
えるともに、OH基と結合しやすい性質を有している。
通常、下部電極201の表面は酸化された状態となって
いてOH基を有するため、下部電極201をFAS蒸気
中に置くことにより、下部電極201表面のOH基にF
ASが結合する。その結果、FASによる厚み10〜1
7Åの単分子膜が下部電極201表面に形成され、下部
電極201表面は撥水性となる。図8に結合している状
態におけるFASの分子構造を示す。なお、下部電極2
01が形成されていない基板部分もFASによりコーテ
ィングされた状態となる。
ASによりコーティングされた下部電極201表面に対
し、選択的に紫外線(UV)を照射しFASを除去す
る。ここで、紫外線が照射される領域は、後段のインク
ジェット吐出工程で絶縁材料が吐出されるメモリセルに
対応する領域である。紫外線の照射によりFASが除去
された領域401は、OH基を有する下部電極201表
面が剥き出しとなるため、親水性が回復し、絶縁材料に
対する親和性を持つ。図6(b)は、図7(b)のa−
a’における断面図に相当する。
(d)):インクジェットヘッドより記録パターンに従
って選択的にSiO2(ポリシリコン)等の絶縁材料を
吐出し、FAS領域400に囲まれた領域401に被覆
絶縁膜を形成する。インクジェットヘッド205から絶
縁材料204をFAS領域400で囲まれた領域401
に吐出する。絶縁材料204は、FAS領域400が非
親和性を、領域401が親和性を有するため、盛り上が
った状態で領域401に留まる(図6(c))。絶縁材
料204の吐出量は加熱処理により体積が減少したとき
に、所望の厚み(0.1μm〜2μm程度)になるよう
な量とする。必要な箇所に被覆絶縁膜206が形成され
た後、UV照射等により全面のFASを除去する(図6
(d))。
メモリデバイスは、第1実施例と同様の効果を備えてい
る。
料を吐出する際に、第1実施例におけるバンクの代わり
に非親和領域が形成され、各メモリセルは非親和領域に
より他のメモリセルと隔離されるため、メモリセルに対
してより選択的に絶縁材料を吐出することができ、記録
精度を向上させることができる。 (実施形態2)本発明の実施形態2は、メモリセル位置
に対応する半導体層に対し、半導体層の抵抗値が、n値
の記憶状態(n=2、もしくはn>2)に対応して予め
設定された所定範囲のいずれかに含まれるように、イン
クジェットヘッドを用いてドーピング材料を注入するこ
とにより、多値の記憶状態を実現する、メモリデバイス
の製造方法に関する。
す。本実施形態は、実施形態1と同様に、下部電極形成
工程、半導体層成膜工程、インクジェット吐出工程、上
部電極形成工程を備えている。ただし、本実施形態で
は、下部電極形成工程後に、半導体層成膜工程を行い、
その後にインクジェット吐出工程が実行される点で、実
施形態1と異なる。
極表面を囲うようにバンクを形成する工程、もしくはメ
モリセル位置の電極表面を囲うように、絶縁材料に対し
て非親和性を示す領域を形成する工程(表面処理工程)
を備えるように構成してもよい。バンク形成工程を備え
る場合、実施形態1の第1実施例と同様にして実現で
き、表面処理工程を備える場合、実施形態1の第2の実
施例と同様にして実現できる。
層成膜工程(図9(b))、上部電極形成工程(図9
(e))については、第1実施例と同様であるため、説
明を省略する。
(d)):インクジェットヘッドより記録パターンに従
って選択的にドーピング材料500を吐出し、記録パタ
ーンに対応するメモリセル位置の半導体層にドーピング
材料を注入する。ドーピング材料としては、半導体層が
P型の場合ボロン(B)等、半導体層がN型の場合燐
(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)等が考えら
れる。
(濃度)に応じて導電率(抵抗値)が変化するため、注
入するドーピング材料の量、濃度を制御することによ
り、メモリセルごとに半導体層の導電率を異ならせるこ
とができる。
はn>2)に分け、それぞれに異なる記憶状態を対応さ
せる。そして、メモリセルごとに半導体層の導電率が、
記録すべき記憶状態に応じた区分に含まれるように、各
メモリセル位置の半導体層に注入するドーピング材料の
量又は濃度を調整する。このようにすることで、各メモ
リセルにn値の記憶状態を記録させることができる。
することにより、何値のメモリデバイスでも実現するこ
とが可能である。しかし、現実的には、読み出し動作の
安定性等から、区分の程度は合理的に設定されることが
望ましい。そのような合理的な区分の仕方として、オー
ダが同じ範囲にある導電率を一つの区分とし、これに異
なる記憶状態を対応させることが考えられる。
半導体層の導電率のオーダが106であるとすると、ド
ーピング材料を注入することで、導電率のオーダを10
5、104、103、102、101とすることができ
る。この場合、導電率のオーダ106、105、1
04、103、102、101に6つの記録状態を対応
させることで、メモリセルあたり6値の状態を記録する
ことができる。なお、かかる例では6値としたが、何値
とするかは設計に応じて定めることができる。
メモリデバイスは、メモリセルが上下線状電極の交差位
置に形成される単純マトリクス構造となっている。メモ
リセルの記憶内応を決定する半導体層の導電率をインク
ジェットヘッドよりドーピング材料を吐出して定めるこ
とができるため、高額なフォトマスクを用いる必要がな
く、安価にメモリデバイスを製造、実現することができ
る。
わち吐出するドーピング材料の量、濃度等を制御するこ
とにより、容易に記録パターンを変更し、かつメモリセ
ルごとに多値の記憶状態を実現することができる。その
結果、多様かつ大容量のメモリデバイスを製造、実現す
ることができる。
合、家庭用プリンタに使用されるような小型の装置でド
ーピング材料を吐出することができるため、大型の装置
を備え付けることが困難な場所(例えば、通常のオフィ
スやカウンタ等)においても、メモリデバイスをその場
で製造することができる。例えば、クレジットカード、
デビットカード、プリペードカード等において、銀行等
のカウンタでインクジェットヘッドを用いて個々の顧客
に固定の情報等を書き込むといった形態も考えられる。 (実施形態3)本発明の実施形態3は、n値の状態(n
=2、もしくはn>2)に対応して予め設定された所定
範囲に抵抗値が含まれるように調整されているn種類の
半導体材料から、記憶させるべき状態に応じて所定の半
導体材料を選択し、前記選択した半導体材料を前記バン
クに囲まれる領域に対してインクジェットヘッドを用い
て選択的に吐出することにより、各メモリセルの半導体
層の抵抗値を決定する、メモリデバイスの製造方法に関
する。
示す。本実施形態は、下部電極形成工程、バンク形成工
程、インクジェット吐出工程、上部電極形成工程を備え
ている。
ル位置の電極表面を囲うように、絶縁材料に対して非親
和性を示す領域を形成する工程(表面処理工程)を備え
るように構成してもよい。表面処理工程を備える場合、
実施形態1の第2の実施例と同様にして実現できる。
ク形成工程(図10(b))、上部電極形成工程(図1
0(e))については、実施形態1の第1実施例と同様
であるため、説明を省略する。
(d)):記録パターンに従ってメモリセル位置を選択
し、かかる選択したメモリセルに記録すべき状態に基づ
いて半導体材料600を選択し、かかる選択した半導体
材料をインクジェットヘッドより前記選択したメモリセ
ル位置のバンク202に囲まれた凹部203に吐出し、
半導体層601を形成する。
ピング材料の量(濃度)が異なるように調整された複数
の半導体材料の中から選択される。かかる複数の半導体
材料は、形成される半導体層の導電率のオーダが異なる
ように、ドーピング材料の量が調整されている。
て半導体材料を選択することで、メモリセルごとに形成
される半導体層の導電率のオーダを記憶状態に対応させ
ることができる。導電率のオーダと、導電率の範囲と、
記憶状態の関係は、例えば実施形態2と同様に定めるこ
とができる。
メモリデバイスは、メモリセルが上下線状電極の交差位
置に形成される単純マトリクス構造となっている。メモ
リセルの記憶内応を決定する半導体層の導電率をインク
ジェットヘッドより吐出する半導体材料の種類により定
めることができるため、高額なフォトマスクを用いる必
要がなく、安価にメモリデバイスを製造、実現すること
ができる。
わち吐出する半導体材料の選択パターンを変更すること
により、容易に記録パターンを変更し、かつメモリセル
ごとに多値の記憶状態を実現することができる。その結
果、多様かつ大容量のメモリデバイスを製造、実現する
ことができる。
合、家庭用プリンタに使用されるような小型の装置で半
導体材料を吐出することができるため、大型の装置を備
え付けることが困難な場所(例えば、通常のオフィスや
カウンタ等)においても、メモリデバイスをその場で製
造することができる。例えば、クレジットカード、デビ
ットカード、プリペードカード等において、銀行等のカ
ウンタでインクジェットヘッドを用いて個々の顧客に固
定の情報等を書き込むといった形態も考えられる。 (変形例)本発明により製造したメモリデバイスは、メ
モリを備える全ての情報処理機器、例えばコンピュータ
の内部記憶装置、メモリスティック、メモリカードなど
に用いることができる。
ることなく、種々に変形して適用することが可能であ
る。例えば、本発明のメモリデバイスを積層構造とする
ことで、より大容量のメモリを構成することができる。
・ゲル法等により半導体層を成膜する場合について説明
したが、かかる半導体層についてもインクジェットヘッ
ドより半導体材料を吐出することで形成するように構成
してもよい。
により絶縁材料、ドーピング材料、半導体材料等を吐出
して半導体ROMの記憶内容を設定できるため、多様な
記憶パターンの半導体ROMを、安価かつ容易に、更に
短期間で製造することができる。
視図である。
理を説明するための図である。
体構成を説明するための図である
ある。
るための図である。
である。
明するための図である。
用いた等価回路図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 メモリセル位置の電極表面に対する被覆
絶縁膜の有無により状態を記憶するメモリデバイスの製
造方法であって、 所定のメモリセル位置の電極表面に対しインクジェット
ヘッドを用いて絶縁材料を選択的に吐出することによ
り、前記所定のメモリセル位置の電極表面を絶縁材料で
被覆することを特徴とするメモリデバイスの製造方法。 - 【請求項2】 メモリセル位置の電極表面を囲うように
バンクを形成する工程を備え、 絶縁材料を、前記バンクに囲まれる領域に対して選択的
に吐出することにより、前記所定のメモリセル位置の電
極を絶縁材料で被覆することを特徴とする請求項1記載
のメモリデバイスの製造方法。 - 【請求項3】 前記所定のメモリセル位置の電極表面を
囲うように、絶縁材料に対して電極表面よりも非親和性
を示す領域を形成する工程を備え、 絶縁材料を、前記非親和性を示す領域に囲まれる領域に
対して選択的に吐出することにより、前記所定のメモリ
セル位置の電極表面を絶縁材料で被覆することを特徴と
する請求項1記載のメモリデバイスの製造方法。 - 【請求項4】 前記非親和性を示す領域を形成する工程
は、 電極表面に対しFAS(フッ化アルキルシラン)により
コーティングを施す工程と、 紫外線照射を選択的に行って前記FASを除去すること
により、前記非親和性を示す領域に囲まれる領域を形成
する工程とを備えることを特徴とする請求項3記載のメ
モリデバイスの製造方法。 - 【請求項5】 半導体層の抵抗値により状態を記憶する
メモリデバイスの製造方法であって、 メモリセル位置に対応する半導体層に対し、半導体層の
抵抗値が、n値の状態(n=2、もしくはn>2)に対
応して予め設定された所定範囲のいずれかに含まれるよ
うに、インクジェットヘッドを用いてドーピング材料を
注入することを特徴とするメモリデバイスの製造方法。 - 【請求項6】 メモリセル位置の電極表面を囲うように
バンクを形成する工程と、 半導体材料を前記バンクに囲まれる領域に対してインク
ジェットヘッドを用いて吐出することにより、メモリセ
ル位置に半導体層を形成する工程とを備えることを特徴
とする請求項5記載のメモリデバイス製造方法。 - 【請求項7】 半導体層の抵抗値により状態を記憶する
メモリデバイスの製造方法であって、 メモリセル位置の電極表面を囲うようにバンクを形成す
る工程を備え、 n値の状態(n=2、もしくはn>2)に対応して予め
設定された所定範囲に抵抗値が含まれるように調整され
ているn種類の半導体材料から、記憶させるべき状態に
応じて所定の半導体材料を選択し、前記選択した半導体
材料を前記バンクに囲まれる領域に対してインクジェッ
トヘッドを用いて選択的に吐出することにより、各メモ
リセルの半導体層の抵抗値を決定することを特徴とする
メモリデバイスの製造方法。 - 【請求項8】 前記メモリデバイスは、メモリセルが上
下線状電極の交差位置に形成される単純マトリクス構造
のメモリデバイスであることを特徴とする請求項1乃至
7のいずれか1項に記載のメモリデバイスの製造方法。 - 【請求項9】 メモリセル位置の電極に対する被覆絶縁
膜の有無により状態を記憶するメモリデバイスであっ
て、 前記被覆絶縁膜は、インクジェットヘッドを用いて絶縁
材料を選択的に吐出することにより、形成されたことを
特徴とするメモリデバイス。 - 【請求項10】 メモリセル位置の電極表面を囲うよう
に形成されたバンクを備え、 前記被覆絶縁膜は前記バンクに囲まれる領域内に形成さ
れていることを特徴とする請求項9記載のメモリデバイ
ス。 - 【請求項11】 前記被覆絶縁膜は、絶縁材料に対して
電極材料よりも非親和性を示す領域に囲まれた領域に対
して、インクジェットヘッドを用いて絶縁材料を選択的
に吐出することにより、形成されたことを特徴とする請
求項9記載のメモリデバイス。 - 【請求項12】 半導体層の抵抗値により状態を記憶す
るメモリデバイスであって、 メモリセル位置に対応する半導体層の抵抗値が、インク
ジェットヘッドを用いてドーピング材料を注入すること
により、n値の状態(n=2、もしくはn>2)に対応
して予め設定された所定範囲のいずれかに含まれるよう
に形成されていることを特徴とするメモリデバイス。 - 【請求項13】 メモリセル位置の電極表面を囲うよう
に形成されたバンクを備え、 前記メモリセル位置に対応する半導体層は、前記バンク
に囲まれる領域に対してインクジェットヘッドを用いて
半導体材料を吐出することにより形成されていることを
特徴とする請求項12記載のメモリデバイス。 - 【請求項14】 半導体層の抵抗値により状態を記憶す
るメモリデバイスであって、メモリセル位置の電極表面
を囲うように形成されたバンクを備え、 前記メモリセル位置に対応する半導体層は、n値の状態
(n=2、もしくはn>2)に対応して予め設定された
所定範囲に抵抗値が含まれるように調整されているn種
類の半導体材料のうちいずれかを、前記バンクに囲まれ
る領域に対してインクジェットヘッドを用いて選択的に
吐出することにより形成されていることを特徴とするメ
モリデバイス。 - 【請求項15】 前記メモリデバイスは、単純マトリク
ス構造のメモリデバイスであることを特徴とする請求項
1乃至7のいずれか1項に記載のメモリデバイス。
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