JP2502782B2 - ニュ―ラルネットワ―ク用電気可塑性素子およびその制御方法 - Google Patents
ニュ―ラルネットワ―ク用電気可塑性素子およびその制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ニューラルネットワークによる情報処理に
用いる新規な可塑性を持つ半導体素子とその制御方法に
関する。
用いる新規な可塑性を持つ半導体素子とその制御方法に
関する。
ここで可塑性素子とは、入力のエネルギー（大きさや
時間的変化）により、非線形な電気（導電性、容量）特
性を示す素子を言う。
時間的変化）により、非線形な電気（導電性、容量）特
性を示す素子を言う。
従来の技術 従来、ニューラルネットワークによる情報処理は、生
物の脳の中で行われている優れた情報処理であるにもか
かわらず、シナプスと同じ働きをする優れた電子素子が
なく未来の情報処理の大きな課題となっていた。
物の脳の中で行われている優れた情報処理であるにもか
かわらず、シナプスと同じ働きをする優れた電子素子が
なく未来の情報処理の大きな課題となっていた。
一方、導電性高分子はポリアセチレン、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセンなどの
大きく広がった共役π電子系をもつ高分子よりなり、電
子供与体（金属イオンなど）または電子受容体（ルイス
酸、プロトン酸などのアニオン）をドーパントとして含
有して高導電性を示すことが広く知られている。しかし
そのドーパントは、高分子マトリクス中を電場により拡
散し、導電率を変化させてしまうという大きな欠点を有
していた。
ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセンなどの
大きく広がった共役π電子系をもつ高分子よりなり、電
子供与体（金属イオンなど）または電子受容体（ルイス
酸、プロトン酸などのアニオン）をドーパントとして含
有して高導電性を示すことが広く知られている。しかし
そのドーパントは、高分子マトリクス中を電場により拡
散し、導電率を変化させてしまうという大きな欠点を有
していた。
この欠点を逆に利用した分子ベーストランジスタが、
例えばジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサ
エティ 1984年版5375頁（M.S.Wrighton etal、J.Am.Ch
em.Sci.,106,p5375（1984））、およびイビド1987年版5
526頁（M.S.Wrighton,ibid、109、p5526（1987））に開
示されている。
例えばジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサ
エティ 1984年版5375頁（M.S.Wrighton etal、J.Am.Ch
em.Sci.,106,p5375（1984））、およびイビド1987年版5
526頁（M.S.Wrighton,ibid、109、p5526（1987））に開
示されている。
また、可塑性素子を目的として導電性可変素子が特開
昭63−200396に開示されている。
昭63−200396に開示されている。
発明が解決しようとする課題 しかし上記従来例では、いずれも電子素子としても可
塑性素子としても十分な特性を有していない課題があっ
た。
塑性素子としても十分な特性を有していない課題があっ
た。
本発明は、本発明者らが先に出願したは新規な電気制
御素子（特願平１−192961）を応用し、十分な特性を有
した電気可塑性素子を提供することを第１の目的として
いる。また、この電気可塑性素子の制御方法を提供する
ことを第２の目的としている。
御素子（特願平１−192961）を応用し、十分な特性を有
した電気可塑性素子を提供することを第１の目的として
いる。また、この電気可塑性素子の制御方法を提供する
ことを第２の目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は、一対の電極間に電子共役性高分子半導体層
を形成し、前記一対の電極間に前記電子共役性高分子半
導体層に沿って絶縁層を介して少なくとも一個のゲート
電極を設け、前記易動性ドーパント保持層のドーパント
分布を前記ゲート電極によって制御し、前記電子共役性
高分子半導体層の導電率を制御してなる電気可塑性素子
を提供するものである。
を形成し、前記一対の電極間に前記電子共役性高分子半
導体層に沿って絶縁層を介して少なくとも一個のゲート
電極を設け、前記易動性ドーパント保持層のドーパント
分布を前記ゲート電極によって制御し、前記電子共役性
高分子半導体層の導電率を制御してなる電気可塑性素子
を提供するものである。
また、本発明の電気可塑性素子の制御方法の一つは、
ゲート電極に、正または負のパルス電圧を印加して電子
共役性高分子半導体層のドーパント分布を制御して導電
率を変化させ、これを学習またはリセット動作として用
い、前記ゲート電極をゼロ電位にして一対の電極（ソー
ス、ドレイン）間を通電駆動させておこなわれる。ま
た、ゲート電極を前記一対の電極の一方（ソース）に短
絡し、前記一対の電極間に、正または負のパルス電圧を
印加して前記電子共役性高分子半導体層のドーパント分
布を制御して導電率を変化させ、これを学習またはリセ
ット動作として用い、前記パルス電圧より低い電位で前
記一対の電極間を通電駆動させる制御方法もある。
ゲート電極に、正または負のパルス電圧を印加して電子
共役性高分子半導体層のドーパント分布を制御して導電
率を変化させ、これを学習またはリセット動作として用
い、前記ゲート電極をゼロ電位にして一対の電極（ソー
ス、ドレイン）間を通電駆動させておこなわれる。ま
た、ゲート電極を前記一対の電極の一方（ソース）に短
絡し、前記一対の電極間に、正または負のパルス電圧を
印加して前記電子共役性高分子半導体層のドーパント分
布を制御して導電率を変化させ、これを学習またはリセ
ット動作として用い、前記パルス電圧より低い電位で前
記一対の電極間を通電駆動させる制御方法もある。
作用 本発明の電気可塑性素子は、電子共役性高分子半導体
層内のドーパント分布をゲート電極によって制御し、電
子共役性高分子半導体層の導電率を変化させるもので、
一対の電極（FETのソース、ドレインに相当）間の電流
を大きく増幅してスイッチすることができる。
層内のドーパント分布をゲート電極によって制御し、電
子共役性高分子半導体層の導電率を変化させるもので、
一対の電極（FETのソース、ドレインに相当）間の電流
を大きく増幅してスイッチすることができる。
この素子の動作はドーパント易動性半導体のFET動作
に相当し、可塑性素子として利用できる優れたメモリー
性非線形電気特性を有する。
に相当し、可塑性素子として利用できる優れたメモリー
性非線形電気特性を有する。
また、ドーパントの選択（イオン半径、電荷量）や、
易動性ドーパント保持層を易動性ドーパントと錯形成し
た重合体組成物層とすることにより、ドーパントの易動
性に正確な閾値を持たせることができる。
易動性ドーパント保持層を易動性ドーパントと錯形成し
た重合体組成物層とすることにより、ドーパントの易動
性に正確な閾値を持たせることができる。
この電気可塑性素子のソース、ドレイン間のチャンネ
ルインピーダンスは、チャンネルのドーパント（半導体
の不純物に相当）濃度に依存し、低インピーダンスほど
大きくドレイン電流を生じる。
ルインピーダンスは、チャンネルのドーパント（半導体
の不純物に相当）濃度に依存し、低インピーダンスほど
大きくドレイン電流を生じる。
一般のMOSFET半導体では、このチャンネルの不純物濃
度を調整して各々エンハンスメント形、デプレッション
形のFETを作製する。
度を調整して各々エンハンスメント形、デプレッション
形のFETを作製する。
しかし本発明では、ドーパントが易動性で、そのドー
パントの極性は電子共役性高分子半導体の電荷担体の極
性と反対であるため、FET原理による伝導の増減と反対
の方向にチャンネルの導電率が大きく変化して行く。即
ち、本発明の電気可塑性素子ではゲート電極に電圧を印
加すると、電界効果によるキャリヤ数がドーパント濃度
の時間的変化の影響を受けてチャンネルインピーダンス
が大きく変化することになる。電界効果のレスポンスは
マイクロ秒オーダであり、ドーパントの移動はミリ秒オ
ーダである。
パントの極性は電子共役性高分子半導体の電荷担体の極
性と反対であるため、FET原理による伝導の増減と反対
の方向にチャンネルの導電率が大きく変化して行く。即
ち、本発明の電気可塑性素子ではゲート電極に電圧を印
加すると、電界効果によるキャリヤ数がドーパント濃度
の時間的変化の影響を受けてチャンネルインピーダンス
が大きく変化することになる。電界効果のレスポンスは
マイクロ秒オーダであり、ドーパントの移動はミリ秒オ
ーダである。
実施例 第１図に、本発明の電気可塑性素子の一実施例を説明
する断面概念図を示す。
する断面概念図を示す。
基板７上に、易動性ドーパント保持層４と電子共役性
高分子半導体層３とを重ねて形成し、その上に一対の電
極１および２と、前記一対の電極１と２との間に絶縁層
６を介して、少なくとも一個のゲート電極５が設けられ
ている。
高分子半導体層３とを重ねて形成し、その上に一対の電
極１および２と、前記一対の電極１と２との間に絶縁層
６を介して、少なくとも一個のゲート電極５が設けられ
ている。
第２図は、本発明の電気可塑性素子を２端子素子とし
て用いた一例を示す図である。
て用いた一例を示す図である。
即ち基板７上に、易動性ドーパント保持層４を形成
し、易動性ドーパント保持層４の上にドーパント透過性
分離層８を有し、ドーパント透過性分離層８上に一対の
電極1,2があり、電極1,2の間に電子共役性高分子半導体
層３を配し、さらに一対の電極1,2及び電子共役性高分
子半導体層３上に絶縁層６を介してゲート電極５が形成
されている。
し、易動性ドーパント保持層４の上にドーパント透過性
分離層８を有し、ドーパント透過性分離層８上に一対の
電極1,2があり、電極1,2の間に電子共役性高分子半導体
層３を配し、さらに一対の電極1,2及び電子共役性高分
子半導体層３上に絶縁層６を介してゲート電極５が形成
されている。
第１図及び第２図に示したように、本発明における電
子共役性高分子半導体層３に、易動性ドーパント保持層
４を重ねて設けた構成、およびドーパント透過性分離層
８を設けた構成は非常に有用な電気可塑性素子を構成す
る。
子共役性高分子半導体層３に、易動性ドーパント保持層
４を重ねて設けた構成、およびドーパント透過性分離層
８を設けた構成は非常に有用な電気可塑性素子を構成す
る。
また、本発明における電子共役性高分子半導体層が、
長いπ電子共役主鎖を持つ高分子中に電子伝導性を付与
するドーパントと、前記ドーパントの溶解剤とが分散さ
れてなるドーパント易動性導電性高分子組成物よりなる
構成においては、ドーパントの易動性が高められて、本
発明の電気可塑性素子の応答速度を速めることができ好
ましい。
長いπ電子共役主鎖を持つ高分子中に電子伝導性を付与
するドーパントと、前記ドーパントの溶解剤とが分散さ
れてなるドーパント易動性導電性高分子組成物よりなる
構成においては、ドーパントの易動性が高められて、本
発明の電気可塑性素子の応答速度を速めることができ好
ましい。
第４図に本発明の電気可塑性素子中の、ドーパントの
移動を模式的に示した図を示す。
移動を模式的に示した図を示す。
即ちｐ形電子共役性高分子半導体9,9−１と、アニオ
ンドーパント10とを含む電子共役性高分子半導体層３の
上に、絶縁層６を介してゲート電極５が形成されてい
る。
ンドーパント10とを含む電子共役性高分子半導体層３の
上に、絶縁層６を介してゲート電極５が形成されてい
る。
アニオンドーパント10は易動性であり、しかもアニオ
ンドーパント10の極性はｐ形電子共役性高分子半導体9,
9−１の極性と反対であるため、ゲート電極に印加した
電圧に応じて移動し、アニオンドーパント10の速度の時
間的変化の影響を受けて、チャンネルインピーダンスが
大きく変化する。
ンドーパント10の極性はｐ形電子共役性高分子半導体9,
9−１の極性と反対であるため、ゲート電極に印加した
電圧に応じて移動し、アニオンドーパント10の速度の時
間的変化の影響を受けて、チャンネルインピーダンスが
大きく変化する。
このドーパントの移動速度は、ゲート速度の他、ドー
パントの電荷、イオン半径、ポリマの種類、密度、内部
粘性などにより決めることができる。
パントの電荷、イオン半径、ポリマの種類、密度、内部
粘性などにより決めることができる。
第４図では説明のためｐ形電子共役性高分子半導体9,
9−１と、アニオンドーパント10の場合を示したが、本
発明はこの場合だけに限定されないこと勿論である。
9−１と、アニオンドーパント10の場合を示したが、本
発明はこの場合だけに限定されないこと勿論である。
またこの電気可塑性素子の制御方法の一例としてｐ形
電子共役性高分子半導体のアニオンドーパントを用いた
場合の動作特性を第３図に示す。この図はドーパントの
移動よりパルス幅が長い場合を示しており、正のゲート
パルスで学習させ、負のゲートパルスでリセットされ
る。この素子でニューラルネットワークを組むと学習さ
せた素子部分のみが非常に低インピーダンスとなり、ニ
ューラルネットワークができあがる。この素子は学習、
リセットにはミリ秒オーダの時間を要するが、学習後に
通電駆動はマイクロ秒で作動できるという特徴がある。
この素子の動作の様子は、ID−VG特性で表わすと第５図
のように表わされ、これは丁度OMSFETのエンハンスメン
ト形とデプレッション形を併せた特性に相当する。
電子共役性高分子半導体のアニオンドーパントを用いた
場合の動作特性を第３図に示す。この図はドーパントの
移動よりパルス幅が長い場合を示しており、正のゲート
パルスで学習させ、負のゲートパルスでリセットされ
る。この素子でニューラルネットワークを組むと学習さ
せた素子部分のみが非常に低インピーダンスとなり、ニ
ューラルネットワークができあがる。この素子は学習、
リセットにはミリ秒オーダの時間を要するが、学習後に
通電駆動はマイクロ秒で作動できるという特徴がある。
この素子の動作の様子は、ID−VG特性で表わすと第５図
のように表わされ、これは丁度OMSFETのエンハンスメン
ト形とデプレッション形を併せた特性に相当する。
本発明はまた前項に記したような２端子可塑性素子と
しての構成もできる。
しての構成もできる。
また、電子共役性高分子半導体層と易動性ドーパント
保持層との間のドーパント透過性分離層は電気絶縁性で
ドーパントの分布を精密に制御して一対の電極間のスイ
ッチング電流制御特性を安定化させるものである。
保持層との間のドーパント透過性分離層は電気絶縁性で
ドーパントの分布を精密に制御して一対の電極間のスイ
ッチング電流制御特性を安定化させるものである。
電子共役性高分子半導体層３の材料としては、ポリチ
オフェン、ポリピロール、ポリｐ−フェニレンおよびこ
れらの共重合体、誘導体などが用いられる。
オフェン、ポリピロール、ポリｐ−フェニレンおよびこ
れらの共重合体、誘導体などが用いられる。
この電子共役性高分子は電解重合（陽極酸化重合、陰
極還元重合）による合成が適している。
極還元重合）による合成が適している。
陽極酸化重合は、電子共役性モノマーの溶液中にドー
パントを溶解させ、少なくとも一対の電極による電場に
より、前記電子共役性モノマーを陽極上に電解重合する
もので、前記ドーパントが分散されてなる導電性高分子
が得られる。
パントを溶解させ、少なくとも一対の電極による電場に
より、前記電子共役性モノマーを陽極上に電解重合する
もので、前記ドーパントが分散されてなる導電性高分子
が得られる。
この方法は分子オーダの薄膜を容易に均一に作ること
が出来るため、高速応答性素子の構成も容易である。
が出来るため、高速応答性素子の構成も容易である。
また、この長いπ電子共役主鎖を持つ高分子中に、電
子伝導性を付与するドーパントと前記ドーパントの溶解
剤とを分散させれば、ドーパント易動性の高い電子共役
性高分子半導体層を得ることができる。
子伝導性を付与するドーパントと前記ドーパントの溶解
剤とを分散させれば、ドーパント易動性の高い電子共役
性高分子半導体層を得ることができる。
易動性ドーパント保持層４とは、ドーパントが易動す
るように構成された層で、主に電子供与体（金属イオン
など）または電子受容体（ルイス酸、プロトン酸などの
アニオン）よりなるドーパントを、イオン性高分子中に
溶解した層よりなる。
るように構成された層で、主に電子供与体（金属イオン
など）または電子受容体（ルイス酸、プロトン酸などの
アニオン）よりなるドーパントを、イオン性高分子中に
溶解した層よりなる。
これはイオン伝導性高分子組成物でもある。
易動性ドーパント保持層４を、ドーパントと重合体が
錯形成した重合体組成物層として、イオン包接化合物あ
るいはポリイオン錯体の形成能を持たせる構成もある。
錯形成した重合体組成物層として、イオン包接化合物あ
るいはポリイオン錯体の形成能を持たせる構成もある。
イオン包接化合物としては、クラウンエーテル、ポリ
エチレンオキシドのようなアルキレンオキシド構造を持
つ高分子が適している。また、ポリイオン錯体に用いる
重合体としては、アミノ基含有ポリマ、ポリウレタン、
ポリアミド、ポリアクリル酸、ポリエステルなど極性ポ
リマーなどがある。
エチレンオキシドのようなアルキレンオキシド構造を持
つ高分子が適している。また、ポリイオン錯体に用いる
重合体としては、アミノ基含有ポリマ、ポリウレタン、
ポリアミド、ポリアクリル酸、ポリエステルなど極性ポ
リマーなどがある。
また、ドーパント透過性分離層８にはイオン易透過性
の多孔質膜等が用いられ、セパレータ素材が適してい
る。
の多孔質膜等が用いられ、セパレータ素材が適してい
る。
本発明の電気可塑性素子は第１図もしくは第２図に示
したような３端子だけでなく、例えば基板７にSiO2絶縁
性表面を持つシリコン単結晶を用いて基板端子をとり、
４端子素子としても構成できる。この場合には制御特性
がより精度よくなる。
したような３端子だけでなく、例えば基板７にSiO2絶縁
性表面を持つシリコン単結晶を用いて基板端子をとり、
４端子素子としても構成できる。この場合には制御特性
がより精度よくなる。
本発明のこの電気可塑性素子は複数個用いて半導体集
積回路プロセスと同様の手法によって集積回路素子を構
成でき、ニューロ素子を構成する。
積回路プロセスと同様の手法によって集積回路素子を構
成でき、ニューロ素子を構成する。
次に実施例を用いて本発明を説明する。
実施例１ 基板７上に第１図に示したように、５μｍの易動性ド
ーパント保持層４と、10μｍ厚のポリチオフェン層より
なる電子共役性高分子半導体層３とを重ねて形成し、そ
の上に一対の電極１、２を設け、その間に絶縁層６を介
してゲート電極５を設けた。
ーパント保持層４と、10μｍ厚のポリチオフェン層より
なる電子共役性高分子半導体層３とを重ねて形成し、そ
の上に一対の電極１、２を設け、その間に絶縁層６を介
してゲート電極５を設けた。
易動性ドーパント保持層４には２−ビニルピリジン・
酢酸ビニル共重合体の過塩素酸塩を用いた。
酢酸ビニル共重合体の過塩素酸塩を用いた。
こうして電気可塑性素子を得た。
この素子のゲート電極にパルス電圧を加え、動作させ
たところ、第３図のような非線形スイッチング特性を示
した。
たところ、第３図のような非線形スイッチング特性を示
した。
この動作を利用すれば、正のゲートパルスで学習さ
せ、負のゲートパルスでリセットされる。
せ、負のゲートパルスでリセットされる。
この素子で第６図に示すネットワークを組み、任意の
入出力端子間に電圧を印加したところ、入力端子から出
力端子までの最短経路上にある素子部分のみが非常に低
インピーダンスとなり、入力と出力の関係を素子の抵抗
変化として学習させることができた。
入出力端子間に電圧を印加したところ、入力端子から出
力端子までの最短経路上にある素子部分のみが非常に低
インピーダンスとなり、入力と出力の関係を素子の抵抗
変化として学習させることができた。
実施例２ 基板７上に第２図に示したように、20μｍの易動性ド
ーパント保持層４と、５μｍのドーパント透過性分離層
８とを順次重ねて形成し、その上に一対の電極１、２を
10μｍ厚のポリピロール層よりなる電子共役性高分子半
導体層３を挟んで形成した。さらにその上に絶縁層６
と、ゲート電極５を設け電気可塑性素子とした。
ーパント保持層４と、５μｍのドーパント透過性分離層
８とを順次重ねて形成し、その上に一対の電極１、２を
10μｍ厚のポリピロール層よりなる電子共役性高分子半
導体層３を挟んで形成した。さらにその上に絶縁層６
と、ゲート電極５を設け電気可塑性素子とした。
易動性ドーパント保持層４には４−ビニルピリジン・
酢酸ビニル共重合体の過塩素酸塩を用いた。
酢酸ビニル共重合体の過塩素酸塩を用いた。
こうして得た電気可塑性素子のゲートとソースを短絡
し、10Vの正のゲートパルスで学習させ、10Vの負のゲー
トパルスでリセットさせたところ、108のチャンネルイ
ンピーダンスの変化をした。
し、10Vの正のゲートパルスで学習させ、10Vの負のゲー
トパルスでリセットさせたところ、108のチャンネルイ
ンピーダンスの変化をした。
この素子で第６図に示すネットワークを組み、任意の
入出力端子間に電圧を印加したところ、入力端子から出
力端子までの最短経路上にある素子部分のみが非常に低
インピーダンスとなり、入力と出力の関係を素子の抵抗
変化として学習させることができた。
入出力端子間に電圧を印加したところ、入力端子から出
力端子までの最短経路上にある素子部分のみが非常に低
インピーダンスとなり、入力と出力の関係を素子の抵抗
変化として学習させることができた。
発明の効果 このように本発明は、一対の電極間に易動性ドーパン
トを含む電子共役性高分子半導体層とゲート電極とより
なる新規な電気可塑性素子とその制御方法を提供するも
ので、導電正高分子物性の特徴を大いに生かしたもので
ある。
トを含む電子共役性高分子半導体層とゲート電極とより
なる新規な電気可塑性素子とその制御方法を提供するも
ので、導電正高分子物性の特徴を大いに生かしたもので
ある。
本発明の素子は、ニューラルネットワークによる情報
処理に用いることができる導電率変化の非常に大きな優
れた可塑性を持つ半導体素子である。
処理に用いることができる導電率変化の非常に大きな優
れた可塑性を持つ半導体素子である。
また、本発明のこの電気可塑性素子は、複数個用いて
半導体集積回路プロセスと同様の手法によって集積回路
素子を構成できるもので、ニューラルネットワークを構
成でき情報処理に大いに有用なものである。
半導体集積回路プロセスと同様の手法によって集積回路
素子を構成できるもので、ニューラルネットワークを構
成でき情報処理に大いに有用なものである。
このように、本発明は工業的価値の大なるものであ
る。
る。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明における電気可塑性
素子の構成の一例を示す断面概念図、第３図は本発明の
電気可塑性素子の制御方法の一例を示す動作特性図、第
４図はｐ形電子共役性高分子半導体を用いた場合のアニ
オンドーパントの移動を模式的に示した図、第５図は本
発明の素子のドレイン電流−ゲート電圧特性（ID−VG特
性）を示すグラフ、第６図は本発明の電気可塑性素子を
用いたニューラルネットワークの一例を示す図である。 １、２……一対の電極、３……電子共役性高分子半導体
層、４……易動性ドーパント保持層、５……ゲート電
極、６……絶縁層、８……ドーパント透過性分離層、
９、９′……ｐ形電子共役性高分子半導体層、10……ア
ニオンドーパント、11……電気可塑性素子。
素子の構成の一例を示す断面概念図、第３図は本発明の
電気可塑性素子の制御方法の一例を示す動作特性図、第
４図はｐ形電子共役性高分子半導体を用いた場合のアニ
オンドーパントの移動を模式的に示した図、第５図は本
発明の素子のドレイン電流−ゲート電圧特性（ID−VG特
性）を示すグラフ、第６図は本発明の電気可塑性素子を
用いたニューラルネットワークの一例を示す図である。 １、２……一対の電極、３……電子共役性高分子半導体
層、４……易動性ドーパント保持層、５……ゲート電
極、６……絶縁層、８……ドーパント透過性分離層、
９、９′……ｐ形電子共役性高分子半導体層、10……ア
ニオンドーパント、11……電気可塑性素子。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−95876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−200396（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−60907（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (8)
- 【請求項１】一対の電極間に電子共役性高分子半導体層
を形成し、前記一対の電極間に前記電子共役性高分子半
導体層に沿って絶縁層を介して少なくとも一個のゲート
電極を設けてなる複数個の電気制御素子によってニュー
ラルネットワークを形成し、前記電子共役性高分子半導
体層のドーパント分布を、前記ゲート電極に制御信号を
加えて制御し、前記電子共役性高分子半導体層の導電率
を制御してなるニューラルネットワーク用電気可塑性素
子。 - 【請求項２】電子共役性高分子半導体層を重ねて易動性
ドーパント保持層を設けてなる、請求項１記載のニュー
ラルネットワーク用電気可塑性素子。 - 【請求項３】易動性ドーパント保持層が、前記易動性ド
ーパントと錯形成した重合体組成物層よりなることを特
徴とする、請求項２記載のニューラルネットワーク用電
気可塑性素子。 - 【請求項４】電子共役性高分子半導体層と、易動性ドー
パント保持層との間に、ドーパント透過性分離層が形成
されてなる、請求項２記載のニューラルネットワーク用
電気可塑性素子。 - 【請求項５】電子共役性高分子半導体層が、長いπ電子
共役主鎖を持つ高分子中に電子伝導性を付与するドーパ
ントと、前記ドーパントの溶解剤とが分散されてなるド
ーパント易動性導電性高分子組成物よりなることを特徴
とする、請求項１記載のニューラルネットワーク用電気
可塑性素子。 - 【請求項６】電子共役性高分子半導体層が、電解重合さ
れたポリチオフェン、ポリピロール、ポリｐ−フェニレ
ンおよびこれらの共重合体、誘導体より選ばれた少なく
とも１種である、請求項１または５記載のニューラルネ
ットワーク用電気可塑性素子。 - 【請求項７】一対の電極間に電子共役性高分子半導体層
を形成し、前記一対の電極間に前記電子共役性高分子半
導体層に沿って絶縁層を介して少なくとも一個のゲート
電極を設けてなる複数個の電気可塑性素子によってニュ
ーラルネットワークを形成し、前記ゲート電極に、正ま
たは負のパルス電圧を印加して前記電子共役性高分子半
導体層のドーパント分布を制御して導電率を変化させ、
これを学習またはリセット動作として用い、前記ゲート
電極をゼロ電位にして前記一対の電極間を通電駆動させ
ることを特徴とするニューラルネットワーク用電気可塑
性素子の制御方法。 - 【請求項８】一対の電極間に電子共役性高分子半導体層
を形成し、前記一対の電極間に前記電子共役性高分子半
導体層に沿って絶縁層を介して少なくとも一個のゲート
電極を設けてなる複数個の電気可塑性素子によってニュ
ーラルネットワークを形成し、前記ゲート電極を前記一
対の電極の一方（ソース）に短絡し、前記一対の電極間
に、正または負のパルス電圧を印加して前記電子共役性
高分子半導体層のドーパント分布を制御して導電率を変
化させ、これを学習またはリセット動作として用い、前
記パルス電圧より低い電位で前記一対の電極間を通電駆
動させることを特徴とするニューラルネットワーク用電
気可塑性素子の制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035121A JP2502782B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | ニュ―ラルネットワ―ク用電気可塑性素子およびその制御方法 |
| EP90114130A EP0418504B1 (en) | 1989-07-25 | 1990-07-24 | Organic semiconductor memory device having a MISFET structure and its control method |
| DE69018348T DE69018348T2 (de) | 1989-07-25 | 1990-07-24 | Speicherbauelement aus organischem Halbleiter mit einer MISFET-Struktur und sein Kontrollverfahren. |
| US07/836,556 US5153681A (en) | 1989-07-25 | 1992-02-18 | Electrcally plastic device and its control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035121A JP2502782B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | ニュ―ラルネットワ―ク用電気可塑性素子およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03238873A JPH03238873A (ja) | 1991-10-24 |
| JP2502782B2 true JP2502782B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=12433101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2035121A Expired - Fee Related JP2502782B2 (ja) | 1989-07-25 | 1990-02-15 | ニュ―ラルネットワ―ク用電気可塑性素子およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2502782B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6627944B2 (en) * | 2001-05-07 | 2003-09-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | Floating gate memory device using composite molecular material |
| KR100895901B1 (ko) * | 2001-05-07 | 2009-05-04 | 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드 | 메모리 효과를 갖는 스위치 요소 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03222476A (ja) * | 1990-01-29 | 1991-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気制御素子 |
| JPH0760907B2 (ja) * | 1989-07-25 | 1995-06-28 | 松下電器産業株式会社 | 電気制御素子およびその応用装置 |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP2035121A patent/JP2502782B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03238873A (ja) | 1991-10-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |