JPH0423463A - Amorphous semiconductor memory - Google Patents

Amorphous semiconductor memory

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Publication number
JPH0423463A
JPH0423463A JP2129709A JP12970990A JPH0423463A JP H0423463 A JPH0423463 A JP H0423463A JP 2129709 A JP2129709 A JP 2129709A JP 12970990 A JP12970990 A JP 12970990A JP H0423463 A JPH0423463 A JP H0423463A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amorphous semiconductor
film metal
thin film
metal electrodes
memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP2129709A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Ito
学 伊藤
Sota Moriuchi
森内 荘太
Yasuyoshi Inoue
井上 康美
Hitoshi Sannomiya
仁 三宮
Akitoshi Yokota
横田 晃敏
Yukihiko Nakada
行彦 中田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0423463A publication Critical patent/JPH0423463A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain a large capacity by providing second and first thin-film metal electrodes in the directions intersecting perpendicularly each other on the upper and lower sides of an amorphous semiconductor part of an extremely thin film formed of first and second amorphous semiconductor layers, respectively. CONSTITUTION:A plurality of first parallel thin-film metal electrodes 2 are formed on an insulative substrate 1 and a first amorphous semiconductor layer 3 is formed on the first thin-film metal electrodes 2. A second amorphous semiconductor layer 4 is formed on the first amorphous semiconductor layer 3 and a plurality of second thin-film metal electrodes 5 are formed on the second amorphous semiconductor layer 4, in the direction of intersecting the first thin- film metal electrodes 2 perpendicularly substantially. Then at least one Schottky barrier diode is formed in the direction perpendicular to the plane of these semiconductor layers, so as to obtain an element as a unit memory element. By putting the first and second thin-film metal electrodes 2 and 5 on the opposite surfaces of the amorphous semiconductor parts 3 and 4 in a matrix, according to this constitution, a large-capacity memory can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は非晶質半導体メモリに関し、更に詳しくはマト
リックス金属電極及び電極間に挟持された2つの非晶質
半導体層とから成り、少なくとも1対の電極および半導
体層からショットキー障壁ダイオードが形成された簡単
かつ大容量が可能となる非晶質半導体メモリに関するも
のであるb(ロ)従来の技術 従来、本発明が目的とする不揮発性で大容量のメモリと
して、Si単結晶基板を用いたROM関係のICメモリ
、または磁気ディスク、光磁気ディスク、CD等を用い
た記憶方式などが用いられている。以上の不揮発性メモ
リは、コンピュータ及びその関連装置の外部メモリとし
て使用されているが、コンピュータ分野の技術進展に伴
って、使用目的に応じて種々のメモリが使用されるよう
になっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Industrial Application Field The present invention relates to an amorphous semiconductor memory, and more specifically, it is composed of a matrix metal electrode and two amorphous semiconductor layers sandwiched between the electrodes, and includes at least one amorphous semiconductor layer. This relates to an amorphous semiconductor memory in which a Schottky barrier diode is formed from a pair of electrodes and a semiconductor layer, which enables simple and large-capacity b.(b) Prior art As large-capacity memories, ROM-related IC memories using Si single crystal substrates, or storage systems using magnetic disks, magneto-optical disks, CDs, etc., are used. The above-mentioned non-volatile memory is used as external memory for computers and related devices, but as technology advances in the computer field, various types of memory are being used depending on the purpose of use.

(ハ)発明が解決しようとする課題 コンピュータの外部メモリは大容量の記憶装置を必要と
することが多く、Si単結晶基板から作製されたICメ
モリを用いる場合には、非常に高価となるので、用途が
限定されている。
(c) Problems to be Solved by the Invention External memory for computers often requires a large-capacity storage device, and when using an IC memory made from a Si single-crystal substrate, it is extremely expensive. , its uses are limited.

現在、コンピュータの外部メモリとして一般的に用いら
れているものは磁気ディスクが主流であるが、更に大容
量化を図るために光磁気ディスクやCD等が使用される
ようになっている。しかし、これらのディスクを用いる
外部メモリを使用する場合にはディスクを回転させる必
要があるため、機械的な回転と、読み取りヘッドの駆動
などを行う専用の再生装置が必要であること、更に、機
械的機構によるため、その動作速度はICメモリと比較
するとかなり低速になり、コンピュータ及びその関連装
置の利用効率を下げることなどの問題があった。本発明
は、従来の外部記憶などに用いられていたメモリの課題
を解消し、大容量化が容易で、高速駆動が可能な外部メ
モリを提供することを目的としている。
Currently, magnetic disks are the main type of external memory commonly used for computers, but magneto-optical disks, CDs, and the like are being used to increase capacity. However, when using an external memory that uses these disks, it is necessary to rotate the disk, so a dedicated playback device is required to perform mechanical rotation and drive the read head. Because of the mechanical mechanism, its operating speed is considerably slower than that of IC memory, which poses problems such as lowering the utilization efficiency of computers and related devices. An object of the present invention is to solve the problems of conventional memories used for external storage, etc., and to provide an external memory that can easily be increased in capacity and driven at high speed.

(ニ)課題を解決するための手段及び作用この発明は、
少なくとも表面が絶縁性の基板上に形成された平行な複
数の第1の薄膜金属電極と、該第1の薄膜金属電極上に
形成した第1の非晶質半導体層と、該第1の非晶質半導
体層上に形成した第2の非晶質半導体層と、該第2の非
晶質半導体層上に形成された該第1の薄膜金属電極とほ
ぼ直交する方向に形成した複数の第2の薄膜金属電極と
から構成され、該第1及び第2の非晶質半導体層を介し
対向した該第1及び第2の薄膜金属電極の間で少なくと
も1つのショットキー障壁ダイオードか形成され、該対
向した第1及び第2の薄膜金属電極の選択した交点に上
記ノヨットキー障壁ダイオードを破壊する電圧印加によ
る書込と、上記交点に上記ノヨットキー障壁該ダイオー
ドを破壊しない電圧印加による読み出しとを行うことを
特徴とする非晶質半導体メモリである。
(d) Means and operation for solving the problem This invention includes:
A plurality of parallel first thin film metal electrodes formed on a substrate whose surface is at least insulating, a first amorphous semiconductor layer formed on the first thin film metal electrodes, and a first amorphous semiconductor layer formed on the first thin film metal electrodes; a second amorphous semiconductor layer formed on the crystalline semiconductor layer; and a plurality of thin film metal electrodes formed on the second amorphous semiconductor layer in a direction substantially perpendicular to the first thin film metal electrode formed on the second amorphous semiconductor layer. two thin film metal electrodes, at least one Schottky barrier diode is formed between the first and second thin film metal electrodes facing each other with the first and second amorphous semiconductor layers interposed therebetween; Writing by applying a voltage that destroys the Noyotky barrier diode to a selected intersection of the opposed first and second thin film metal electrodes, and reading by applying a voltage to the intersection that does not destroy the Noyotky barrier diode. This is an amorphous semiconductor memory characterized by:

すなわち、この発明は、第1および第2の非晶質半導体
層からなる極薄膜の非晶質半導体部の上面および下面に
それぞれ第2および第1の薄膜金属電極を相互に直交す
る方向に配設し、それによって上記半導体層面の垂直方
向に少なくとも1つのノヨノトキー障壁ダイオードを形
成した素子を単位メモリ素子として得ろようにし、上記
非晶質半導体部の両面の第1.第2の薄膜金属電極の7
トリノタス化による大容量メモリを得るようにした乙の
である。
That is, the present invention provides second and first thin film metal electrodes that are disposed in mutually perpendicular directions on the upper and lower surfaces of an ultrathin amorphous semiconductor portion made up of first and second amorphous semiconductor layers, respectively. The first . 7 of the second thin film metal electrode
This is Otsu's attempt to obtain a large amount of memory by converting it into a Torinotas.

この発明において、第1および第2の非晶質半導体層の
組み合わせとしては、 (1)例えば、第1図に示すように、水素化非晶質ノリ
コン(a−3i:11)のn型層3と、1型層4の組合
わせや、 (11)ホウ素Bを極小量添加したp−型層と、型層の
組合わせや、 (iii ) I)−型層と、リンPを少量添加したn
〜型層の組合わせが挙げられろ。また、 (iV)上記(i)におけるa−Si:Hのn型層に代
えてaSi;Hのp型層を用い、かつ上記(i)におけ
ろ1型層4にI ppm前後のホウ素を添加したしのを
用いてら良い。
In this invention, the combination of the first and second amorphous semiconductor layers includes: (1) For example, as shown in FIG. 1, an n-type layer of hydrogenated amorphous silicone (a-3i:11) (11) A combination of a p-type layer to which a minimal amount of boron B is added and a type layer, (iii) a combination of I)-type layer and a small amount of phosphorus P. did n
- List the combinations of type layers. (iv) In place of the n-type layer of a-Si:H in (i) above, a p-type layer of aSi; It is better to use shinobu with added.

この第1および第2の非晶質半導体層の層厚(層形成時
の積層方向におけろ厚み)に関して、基板側に位置する
第1の非晶質半導体層である(1)のn型層3の層[d
、[第1図参照コや(iiXiii)のp−型層、ある
いは(1v)のp型層の層厚は、数百\01j後さらに
は、数十人前後が好ましく、具体的には=lO〜100
人が好ましく、さらには60〜80人か好ましく、70
人に設定されるのかより好ましい。
Regarding the layer thickness of the first and second amorphous semiconductor layers (thickness in the stacking direction at the time of layer formation), the n-type of the first amorphous semiconductor layer (1) located on the substrate side Layer 3 layer [d
, [Refer to Figure 1, the thickness of the p-type layer in (iiXiii) or the p-type layer in (1v) is preferably several hundreds\01j or more preferably around several tens, and specifically, = lO~100
preferably 60 to 80 people, more preferably 70 people
It is more preferable to set it to a person.

また、第1の非晶質半導体層上に形成された第2の非晶
質半導体層の層厚に関しては、(i)のn型層4の層厚
d2[第1図参照]や(iiXiii)のn型層、ある
いは(Iν)の1型層は、+oooA以下か好ましく、
さらには600〜1()[)0.入か好ましく、800
人に設定されるのかより好ましい。
Regarding the layer thickness of the second amorphous semiconductor layer formed on the first amorphous semiconductor layer, the layer thickness d2 of the n-type layer 4 in (i) [see Figure 1] and (iiXiii The n-type layer of ) or the 1-type layer of (Iν) is preferably +oooA or less,
Furthermore, 600~1()[)0. Preferably 800
It is more preferable to set it to a person.

この発明において、基板及び第1の非晶質半導体層間に
位置する第1の薄膜金属電極としては、材料として、(
iXii)および(iii )のa−5i:Hのn型層
、a−3i;Hのp−型層や、(iv)のa−3i;H
のp型層との接触によりショットキー障壁を形成し得る
金属が好ましく、a−3i:I(のn型層にはPd、八
u、 I’tなどか好ましく、a−3i;Hのp−型層
やp型層にはMgなとか好ましい。なお、第1図に示す
ように、第lの薄膜金属電極として、第1の非晶質半導
体層とてンヨノトキー障壁を形成しないAl電極を用い
てらよい。この場合は、以下に述へろ第2の薄膜金属電
極と第2の非晶質半導体層との接触によリノヨットキー
障壁を形成することが必要である。
In this invention, the first thin film metal electrode located between the substrate and the first amorphous semiconductor layer is made of (
iXii) and (iii) a-5i: H n-type layer, a-3i; H p-type layer, (iv) a-3i; H
A metal that can form a Schottky barrier by contact with the p-type layer of a-3i: Mg is preferable for the - type layer and the p-type layer.As shown in Fig. 1, an Al electrode that does not form a barrier between the first amorphous semiconductor layer and the first amorphous semiconductor layer is used as the first thin film metal electrode. In this case, it is necessary to form a Linyotsky barrier by contacting the second thin film metal electrode and the second amorphous semiconductor layer, as will be described below.

この発明において、第2の薄膜金属電極としては、材料
として、(iXii)のa−3i;Hの1型層や(ii
i )のa−3i;Hのn−型層との接触によりノヨソ
トキー障壁を形成し得ろ金属が好ましく、Pd、Au、
Ptなとの金属が好ましいしのとして挙げられろ。また
、Mgなとの金属と上記(lv)のl ppm前後のホ
ウ素を添加したa−3i;11のL型層との接触でムシ
ヨツトキー障壁を得ろことができる。
In this invention, the second thin film metal electrode may be made of a type 1 layer of (iXii) a-3i;H or (ii
a-3i of i); metals that can form a novel barrier by contact with the n-type layer of H are preferred, such as Pd, Au,
Preferred metals include Pt. Further, a Mushottky barrier can be obtained by contacting a metal such as Mg with the L-type layer of a-3i;

そして、第1および第2の薄膜金属電極の厚さ(各電極
層の積層方向の厚み)は、第1の薄膜金属電極の方か第
2のそれより厚く設定される。第1の薄膜金属電極の厚
さは800〜1200.tか好ましく、第2の薄膜金属
電極の厚さは400〜600人が好ましく、例えば、第
1図に示す乙のでは、第1の薄膜金属電極[Al電極(
2)]の厚さは1000人程の厚さは500人程度に設
定されろ。
The thickness of the first and second thin film metal electrodes (thickness in the stacking direction of each electrode layer) is set to be thicker than that of the first thin film metal electrode. The thickness of the first thin film metal electrode is 800 to 1200. The thickness of the second thin film metal electrode is preferably from 400 to 600. For example, in case B shown in FIG. 1, the thickness of the first thin film metal electrode [Al electrode (
2)] The thickness should be set to about 1000 people, and the thickness should be set to about 500 people.

また、第1.第2の薄膜金属電極におけろ電極間のピッ
チl(、およびI−+ 2(複数の電極群の一周期)お
よび電極幅W1およびW2(第1図参照)は、(+)[
(、に関して 6000〜10000人か好ましく、8
000人かより好ましい。
Also, 1st. In the second thin film metal electrode, the pitch l(, and I−+ 2 (one period of a plurality of electrode groups)) and the electrode widths W1 and W2 (see FIG. 1) are (+)[
(preferably 6,000 to 10,000 people, 8
000 people is more preferable.

(2)W 、に関して 3000〜5000人が好まし
く、4000人かより好ましい。
(2) Regarding W, 3,000 to 5,000 people are preferable, and 4,000 people are more preferable.

(3)H2に関して・6000〜toooo、人が好ま
しく、8000人かより好ましい。
(3) Regarding H2 - Preferably 6000 to too many people, more preferably 8000 people.

(Ow、に関して: 3000〜5000人か好ましく
、4000人かより好ましい。
(Regarding Ow: 3000 to 5000 people is preferable, 4000 people is more preferable.

この発明におけろ第1および第2の非晶質半導体層は、
周知の方法で作成され得る。すなわち、プラズマCVD
法や光CVD法あるいはスパッタ法なとを用し1て作成
できる。作成された第1および第2の非晶質半導体膜は
、不純物の添加によって容易に導電型を制御できる利載
を有する。例えば上述しrコミ−3i:Hなとの水素化
非晶質半導体などかそうでめろ。この非晶質半導体膜は
200°C程度の温度で成膜することができる。従って
、基板は200℃程度の耐熱性を持てばよく、結晶性の
問題らないので、安価ならのを使用することかできる。
In this invention, the first and second amorphous semiconductor layers are
It can be created using well-known methods. That is, plasma CVD
It can be produced using a method such as a method, a photo-CVD method, or a sputtering method. The produced first and second amorphous semiconductor films have the advantage that their conductivity types can be easily controlled by adding impurities. For example, the above-mentioned hydrogenated amorphous semiconductor such as rcomi-3i:H. This amorphous semiconductor film can be formed at a temperature of about 200°C. Therefore, the substrate only needs to have a heat resistance of about 200° C., and since there is no problem with crystallinity, an inexpensive substrate can be used.

また、本発明では、a−Si +−tGex:tlやa
−3it−xCxIIなとの非晶質半導体膜も用いるこ
とかできる。
Moreover, in the present invention, a-Si +-tGex:tl and a
An amorphous semiconductor film such as -3it-xCxII can also be used.

この発明における基板としては、ガラス仮等の剛性が高
く、絶縁性の基板を用いることが望ましいが、用途に応
じて金属基板上に絶縁膜を形成した基板などら用いるこ
とができろ。
As the substrate in this invention, it is desirable to use a highly rigid and insulating substrate such as glass, but depending on the application, a substrate with an insulating film formed on a metal substrate may also be used.

本発明のメモリの単位メモリ素子は、極めて薄い非晶質
半導体層とその両側に設けたマトリックス状の金属電極
から成るンヨソトキー障壁ダイオードという簡単な構造
である。例えば、第1図においては、符号6て示すもの
が単位メモリ素子てありその縦T、WhEおよび高さK
はそれぞれ4000へ、4000Aおよび2370人で
ある。従って、従来のrCメモリと比べて小面積て単1
ヶメモリ素子を形成することかでき、大容量化を図るこ
とか可能てめろ。
The unit memory element of the memory of the present invention has a simple structure of a Nyosotoky barrier diode consisting of an extremely thin amorphous semiconductor layer and a matrix of metal electrodes provided on both sides of the amorphous semiconductor layer. For example, in FIG. 1, the unit memory element denoted by 6 has its length T, WhE, and height K.
are 4000 to 4000A and 2370 people respectively. Therefore, compared to conventional rC memory, the area of
It is possible to form a large memory element and increase the capacity.

また、本発明のメモリの駆動には従来のICメモリの方
法を用いろことができるので、高速駆動ら可能である。
Furthermore, since the memory of the present invention can be driven using conventional IC memory methods, high-speed driving is possible.

本発明のメモリ:ま、2つの非晶質半導体薄膜層からな
る非晶質半導体部とこれを両面からはさむ金属電極とで
膜面の垂直方向にノヨノトキー障壁ダイオードを形成し
た素子を単位メモリ素子としており、両面の金属電極を
互いに直交する複数の電極にすることて、容易にマトリ
ックス化による大容量メモリを形成できるらのである。
Memory of the present invention: An element in which a non-crystalline barrier diode is formed in the direction perpendicular to the film surface by an amorphous semiconductor part consisting of two amorphous semiconductor thin film layers and metal electrodes sandwiching this from both sides is used as a unit memory element. By forming the metal electrodes on both sides into a plurality of electrodes orthogonal to each other, it is possible to easily form a large-capacity memory by forming a matrix.

上記のメモリへの書込は、マトリックスの中から選択し
た交点てノヨノトキー障壁ダイオード特性を破壊ずろた
めの逆バイアス電圧を、両側の電極から印加するたけて
よい。このような逆バイアス電圧を印加した単位メモリ
素子は短絡に近い状態になる。
Writing to the memory described above may be performed by applying a reverse bias voltage from electrodes on both sides of the matrix at an intersection point selected from the matrix to destroy the characteristic of the barrier diode. A unit memory element to which such a reverse bias voltage is applied becomes almost short-circuited.

記録したメモリからの読み出しは、ノヨゾトキー障壁グ
イオートを破壊12すい低い逆)・イアスミ圧を印加す
る走査で行い、書キ込み単位メモリ素子部で(よ電流値
か犬3 (r;ろことを検出すればよ上記の読み出しに
順バイアス電圧を印加する方法ら可能であるが、逆バイ
アス電圧印加の方か、ダイオード破壊の有無に対応する
読み出し電流値のコントラストを大きくすることかでき
ろ利点かある。
Reading from the recorded memory is performed by scanning by applying an inverse pressure that destroys the barrier barrier, and detects whether the current value is 3 (r; The above method of applying a forward bias voltage for readout is possible, but there are advantages to applying a reverse bias voltage or increasing the contrast of readout current values corresponding to the presence or absence of diode breakdown. .

以上の説明でわかるように、本発明のメモリは、書き込
みが比較的容易に1回だけ可能なプログラム・リード・
オンリー・メモリー(FROM)である。
As can be seen from the above explanation, the memory of the present invention can be written relatively easily and can be programmed/readed only once.
Only memory (FROM).

(ホ)実施例 以下、本発明の詳細な説明する。(e) Examples The present invention will be explained in detail below.

第1実施例 第1図は本発明の基本構成である第1実施例を模式的に
示した斜透視図である。
First Embodiment FIG. 1 is a perspective view schematically showing a first embodiment, which is the basic configuration of the present invention.

第1図において、ガラスの絶縁基板I上に約1000人
のAQ薄膜をスパッタリングで成膜し、続いてフォトエ
ッヂングにより1μm以下のピッチで平行に配列した複
数の電極2を形成しである。電極2を設けたガラス基板
I上に、シリコン(Si)の水素化合物ガスをプラズマ
CVD法により分解し、水素化非晶質シリコン(a−3
i:H)のn型層3、型層4を順次積層し、更にその上
に約500人のPd薄膜を電子ビーム蒸着て成膜した後
、フォトエソヂングにより1um以下のピッチて電極2
と直交する方向に平行な複数の電極5を形成しである。
In FIG. 1, about 1000 AQ thin films are formed by sputtering on a glass insulating substrate I, and then a plurality of electrodes 2 arranged in parallel at a pitch of 1 μm or less are formed by photo-etching. Hydrogenated amorphous silicon (a-3
After sequentially laminating an n-type layer 3 and a type layer 4 of i:H), and further forming about 500 Pd thin films by electron beam evaporation, electrodes 2 are formed with a pitch of 1 um or less by photolithography.
A plurality of electrodes 5 are formed parallel to the direction perpendicular to the direction.

aSl・I(の1型層4と電極5はショットキー障壁を
形成し、一方、a−3i:Hのn型層3と電極2とはシ
ョットキー障壁は形成していない。
The 1-type layer 4 of aSl·I and the electrode 5 form a Schottky barrier, while the n-type layer 3 of a-3i:H and the electrode 2 do not form a Schottky barrier.

なお、積層順序が第1図と逆に、ガラス基板上にPd薄
膜、a−3i:H(1’) i型層、a−5i:11の
n型層、Aρ薄膜の順になってらよい。
Note that the stacking order may be reversed to that in FIG. 1, with a Pd thin film, an a-3i:H(1') i-type layer, an a-5i:11 n-type layer, and an Aρ thin film on the glass substrate.

また、n型層3はメモリ構成にした時の横方向の電流の
漏れであるクロストークを防止するため高抵抗て匪めて
薄い膜にし、i型層4ら破壊電圧を高くシナいために1
000人程度以下の膜厚にすることが望ましい。また、
上記のクロストークを防止するためにはAQ電極の間隔
は数1000人程度必要となる。
In addition, the n-type layer 3 has a high resistance and is made into a thin film in order to prevent crosstalk, which is lateral current leakage when a memory is configured.
It is desirable that the film thickness be approximately 0.000 mm or less. Also,
In order to prevent the above-mentioned crosstalk, the distance between the AQ electrodes must be approximately several thousand.

第1図では、本発明の詳細な説明するため、膜厚方向を
拡張した形状にしたが、実際には非晶質半導体層の膜厚
よりもAQ電極あるいはPd電極の間隔が大きくなって
いる。
In FIG. 1, in order to explain the present invention in detail, the shape is expanded in the film thickness direction, but in reality, the spacing between the AQ electrodes or the Pd electrodes is larger than the film thickness of the amorphous semiconductor layer. .

以上の構成において、電極2と5のそれぞれの交点であ
る符号6て示す斜線部分が単位メモリ素子になっている
In the above configuration, the hatched portions indicated by reference numeral 6, which are the intersections of the electrodes 2 and 5, are unit memory elements.

なお、基板としては、上記の実施例で用いたガラス基板
の他に、セラミック基板や表面に絶縁膜を形成した金属
基板などを用いることができる。
Note that as the substrate, in addition to the glass substrate used in the above embodiments, a ceramic substrate, a metal substrate with an insulating film formed on the surface, etc. can be used.

ショットキー障壁を形成する電極にはPdの他にAu、
Ptなどを用いることができる。
In addition to Pd, the electrodes forming the Schottky barrier include Au,
Pt or the like can be used.

また、非晶質半導体層はSiのみでなく、ゲルマニウム
(Ge)や炭素(C)などを混合して形成した非晶質半
導体層にすることでバンドギャップを制御することらで
きる。
Furthermore, the band gap can be controlled by forming the amorphous semiconductor layer by mixing not only Si but also germanium (Ge), carbon (C), or the like.

AQ電極及びPd電極は、その間隔を一定以上に保つこ
と以外には直線性や線幅などの精度によってメモリ性能
が低下することはなく、従来のICメモリと比較して製
造が容易になっている。
AQ electrodes and Pd electrodes do not degrade memory performance due to accuracy such as linearity or line width, other than keeping the spacing above a certain level, and are easier to manufacture than conventional IC memory. There is.

このように本実施例では1例のショットキー障壁を有し
、それが正孔及び電子のブロッキング障壁として作用す
る素子を作成することができ、バイアス電圧印加による
素子破壊を利用したメモリ素子として用いることができ
る。この素子てはp型層及びn−型層を用いているので
クロストークを低減することができる。
In this way, this example has an example of a Schottky barrier, and it is possible to create an element that acts as a blocking barrier for holes and electrons, and it can be used as a memory element that utilizes element destruction due to the application of a bias voltage. be able to. Since this element uses a p-type layer and an n-type layer, crosstalk can be reduced.

第2図に、第1図の水素化非晶質シリコン層作製に用い
たプラズマCVD装置の概略を示した。
FIG. 2 shows an outline of the plasma CVD apparatus used for producing the hydrogenated amorphous silicon layer shown in FIG.

7は仕込み室、8はn型層作製室、9はi型層作製室、
IOはp型層作製室、11は取り出し室である。これら
の室の間には仕切りバルブ12が設けられ、基板14を
各室へ通し所定の非晶質半導体膜を形成させて別の室へ
移送するのと、各成膜室のガス組成を一定に保つために
用いられる。各成膜室にはガス源である符号15〜I9
で示すガス源として、それぞれCH,ガス、SiH4ガ
ス、82H,ガス、H2ガス、PH3ガスをパイプとバ
ルブで制御して送り、各室のガス組成を第1表のように
設定して成膜した。
7 is a preparation room, 8 is an n-type layer production room, 9 is an i-type layer production room,
IO is a p-type layer production chamber, and 11 is an extraction chamber. A partition valve 12 is provided between these chambers to pass the substrate 14 through each chamber to form a predetermined amorphous semiconductor film and transfer it to another chamber, and to maintain a constant gas composition in each deposition chamber. Used to maintain Each film-forming chamber has gas sources 15 to 19.
CH gas, SiH4 gas, 82H gas, H2 gas, and PH3 gas were controlled and sent through pipes and valves as gas sources shown in , and the gas composition in each chamber was set as shown in Table 1 to form a film. did.

第1表 本実施例では第1表の組成のガス雰囲気中で、基板14
とカソード電極13の間にRF電源2゜からRF電界を
印加し、この間のガスをプラズマ分解することによって
、基板上にn型層とi型層を形成した。
Table 1 In this example, the substrate 14 is
An RF electric field was applied from an RF power source of 2° between the electrode 13 and the cathode electrode 13, and the gas therebetween was plasma decomposed, thereby forming an n-type layer and an i-type layer on the substrate.

続いて、第1図の構成のメモリの動作について説明する
。選択した電極2と5の交点6に形成されたノヨットキ
〜障壁ダイオードにIOV程度の逆バイアスを印加し、
ダイオード特性を破壊して短絡状態にすることを信号の
書き込みとする。この書き込みダイオードと書き込みを
しない正常なダイオードの配列によりメモリのプラグラ
ムが終了する。読み出しは、約1v程度の逆バイアス電
圧を各単位素子6に順次印加する走査を行い、正常なダ
イオード部では電流が流れず、書き込まれた部分て電流
か流れるのを検出し、タイミング信号に同期させて出力
すればよい。
Next, the operation of the memory configured as shown in FIG. 1 will be explained. Applying a reverse bias of about IOV to the Noyotki barrier diode formed at the intersection 6 of the selected electrodes 2 and 5,
Writing a signal means destroying the diode characteristics and creating a short circuit. Programming of the memory is completed by this arrangement of the write diode and a normal diode that does not write. For reading, scanning is performed by sequentially applying a reverse bias voltage of about 1 V to each unit element 6, and it is detected that no current flows in the normal diode part, but current flows in the written part, and it is synchronized with the timing signal. and output it.

以上のように対向する電極のピッチを1μm程度以下と
すると、数cm平方の非晶質半導体層の成膜面積が可能
であることから、極めて容量の大きいメモリを形成でき
る。
As described above, when the pitch of the opposing electrodes is set to about 1 μm or less, it is possible to form an amorphous semiconductor layer on an area of several cm square, thereby making it possible to form a memory with extremely large capacity.

なお、本実施例では図示しなかったが、従来のICメモ
リと同じように、メモリ部への印加電圧の走査と信号検
出のための周辺回路を、非晶質半導体メモリと同一基板
上に、非晶質膜または多結晶S1膜等を用いて形成する
ことによって、メモリ素子からの外部接続端子数を減少
できるので、全電極からボンディングなどで結線を行う
という問題を避けることができ、それによって実用化を
容易にすることがてきる利点を有する。
Although not shown in this embodiment, peripheral circuits for scanning the voltage applied to the memory section and detecting signals are provided on the same substrate as the amorphous semiconductor memory, as in conventional IC memory. By using an amorphous film or a polycrystalline S1 film, it is possible to reduce the number of external connection terminals from the memory element, thereby avoiding the problem of connecting all electrodes by bonding, etc. It has the advantage of being easy to put into practical use.

続いて、本発明の非晶質半導体メモリの構成を改良した
実施例について説明する。
Next, an example in which the structure of the amorphous semiconductor memory of the present invention is improved will be described.

第2実施例 本発明の第2実施例を平面図で示したのが第3図である
。この実施例の構成は、第1実施例のメモリを2段に積
層したもので、これにより単位面積当りのメモリ容量を
第1実施例の乙のよりも高くしている。
Second Embodiment FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the present invention. The structure of this embodiment is such that the memories of the first embodiment are stacked in two layers, thereby making the memory capacity per unit area higher than that of the first embodiment.

本実施例の構成も、上記第1実施例と同様に絶縁性基板
上に平行な複数の電極21を形成する。
In the configuration of this embodiment, a plurality of parallel electrodes 21 are formed on an insulating substrate similarly to the first embodiment.

続いて、第1実施例の方法と膜厚によるa−Si:Fの
n型層、i型層及び電極21と直交する方向に平行な複
数の電極22を形成してショットキー障壁ダイオードを
構成する。更に電極22の上に、上記の方法によりa−
3i:Hのi型層、n型層及び電極22と直交する方向
に平行な複数の電極23を形成してショットキー障壁ダ
イオードを構成する。
Subsequently, a Schottky barrier diode is constructed by forming an n-type layer and an i-type layer of a-Si:F according to the method and film thickness of the first embodiment, and a plurality of electrodes 22 parallel to the direction orthogonal to the electrode 21. do. Further, on the electrode 22, a-
3i:H i-type layer, n-type layer, and a plurality of electrodes 23 parallel to the direction orthogonal to the electrode 22 are formed to constitute a Schottky barrier diode.

以上の構成の第2実施例では、電極21と22から選択
すれば基板側のダイオード層をメモリとして使用するこ
とになり、電極22と23から選択すれば、2段目のダ
イオード層をメモリとして使用することになる。以上の
2つのダイオード層は独立して使用できるので単位面積
当り記憶容量を2倍にしたことになる。
In the second embodiment with the above configuration, if electrodes 21 and 22 are selected, the diode layer on the substrate side is used as a memory, and if electrodes 22 and 23 are selected, the second diode layer is used as a memory. Will be using it. Since the above two diode layers can be used independently, the storage capacity per unit area is doubled.

以上で説明したように本発明の非晶質半導体メモリは構
成が簡単であり、また、極めて薄く形成できるので、ダ
イオード層を数段積層して、更に記憶容量を大きくする
ことらできる。
As explained above, the amorphous semiconductor memory of the present invention has a simple structure and can be formed extremely thin, so that the memory capacity can be further increased by stacking several diode layers.

本発明の非晶質半導体薄膜は大面積で均一に形成できる
か、大面積のメモリを形成するとアクセスタイムが長く
なるので、適宜ブロックに分割してアクセスタイムを短
くするなどの方法を用いることもできろ。
Is it possible to uniformly form the amorphous semiconductor thin film of the present invention over a large area? Since the access time becomes long when forming a large area memory, methods such as dividing it into blocks as appropriate to shorten the access time may be used. You can do it.

(へ)発明の効果 本発明では、大面積で均一に成膜でき、しかも、不純物
で導電型を制御できる非晶質半導体薄膜と薄膜金属電極
によって、極めて簡単で小型化できるメモリの単位素子
を形成できるので、大容量のFROMを容易に作製する
ことかできる効果がある。
(F) Effects of the Invention The present invention provides a memory unit element that can be extremely simple and miniaturized by using an amorphous semiconductor thin film and a thin metal electrode that can be formed uniformly over a large area and whose conductivity type can be controlled by impurities. Since it can be formed, there is an effect that a large-capacity FROM can be easily manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の非晶質半導体メモリの第1実施例の構
成を示す斜透視図、第2図は上記実施例におけるプラズ
マCVD成膜装置の概略を示した図、第3図は本発明の
第2実施例を説明するための平面図である。 l ・ 3・・・ 4 ・ 6 ・・ ・・基板、2,21.23・・ ・・n型非晶質ンリコン層、 ・・・i型非晶質ノリコン層、 22・・・・Pd電極、 ・単位メモリ素子。 ・・Aり電極、
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a first embodiment of the amorphous semiconductor memory of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing the plasma CVD film forming apparatus in the above embodiment, and FIG. FIG. 7 is a plan view for explaining a second embodiment of the invention. l 3... 4 6... Substrate, 2, 21.23... N-type amorphous silicone layer,... I-type amorphous silicone layer, 22... Pd electrode , ・Unit memory element.・・A electrode,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、少なくとも表面が絶縁性の基板上に形成された平行
な複数の第1の薄膜金属電極と、該第1の薄膜金属電極
上に形成した第1の非晶質半導体層と、該第1の非晶質
半導体層上に形成した第2の非晶質半導体層と、該第2
の非晶質半導体層上に形成された該第1の薄膜金属電極
とほぼ直交する方向に形成した複数の第2の薄膜金属電
極とから構成され、該第1及び第2の非晶質半導体層を
介し対向した該第1及び第2の薄膜金属電極の間で少な
くとも1つのショットキー障壁ダイオードが形成され、
該対向した第1及び第2の薄膜金属電極の選択した交点
に上記ショットキー障壁ダイオードを破壊する電圧印加
による書込と、上記交点に上記ショットキー障壁該ダイ
オードを破壊しない電圧印加による読み出しとを行うこ
とを特徴とする非晶質半導体メモリ。
1. A plurality of parallel first thin film metal electrodes formed on a substrate whose surface is at least insulating, a first amorphous semiconductor layer formed on the first thin film metal electrodes, and a first amorphous semiconductor layer formed on the first thin film metal electrodes; a second amorphous semiconductor layer formed on the amorphous semiconductor layer;
a plurality of second thin film metal electrodes formed in a direction substantially perpendicular to the first thin film metal electrode formed on the amorphous semiconductor layer of the first and second amorphous semiconductor layers; at least one Schottky barrier diode is formed between the first and second thin film metal electrodes facing each other with a layer in between;
Writing by applying a voltage that destroys the Schottky barrier diode to a selected intersection of the opposing first and second thin film metal electrodes, and reading by applying a voltage that does not destroy the Schottky barrier diode to the intersection. An amorphous semiconductor memory characterized by:
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009511095A (en) * 2005-09-12 2009-03-19 アールティーシー インダストリーズ, インコーポレイテッド Product management display system with trackless pusher mechanism
US8863963B2 (en) 2005-09-12 2014-10-21 Rtc Industries, Inc. Product management display system with trackless pusher mechanism
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