JPH08148588A - Optical storage and writing/reading devices for it - Google Patents

Optical storage and writing/reading devices for it

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JPH08148588A
JPH08148588A JP28844894A JP28844894A JPH08148588A JP H08148588 A JPH08148588 A JP H08148588A JP 28844894 A JP28844894 A JP 28844894A JP 28844894 A JP28844894 A JP 28844894A JP H08148588 A JPH08148588 A JP H08148588A
Authority
JP
Japan
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storage device
light
information
optical storage
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP28844894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kayama
聡 香山
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi ULSI Engineering Corp
Priority to JP28844894A priority Critical patent/JPH08148588A/en
Publication of JPH08148588A publication Critical patent/JPH08148588A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide an optical storage which can speedily rewrite random information. CONSTITUTION: A floating gate 5 of a memory cell which is an electric charge accumulation layer has a larger area than a control gate 7, its one portion protrudes from the overlapped part with the control gate 7, and electric field which is terminated at a light reflection layer 15 of the reverse side via the inside of a substrate 1 is generated at this part. Information is written to the memory cell by setting a drain region 3 and a control gate 7 of a specific memory cell selected by a selection circuit as a positive potential for a source region 2 and by injecting generated hot electrons into the floating gate 5. Information is read out (reproduced) by applying light to the floating gate 5 and reading the change of polarization due to the influence of fringe electric field Ef generated at the edge part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光を使って情報の再生
(読出し)を行う記憶装置に関し、特に、高速でランダ
ムな情報の書換えが可能な光記憶装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage device for reproducing (reading) information by using light, and more particularly to an optical storage device capable of rewriting information at high speed and at random.

【0002】[0002]

【従来の技術】光を使って情報の読出しを行う記憶装置
として、CD(コンパクト・ディスク)が一般に知られ
ている。CDは、ディスクの表面に形成したピット列
(凹凸面)にレーザ光を照射し、凹凸による反射率の差
を情報として読み取るものであり、現在多量に普及して
いるものは再生専用である。
2. Description of the Related Art A CD (Compact Disc) is generally known as a storage device for reading information by using light. The CD irradiates a laser beam on a pit row (uneven surface) formed on the surface of the disk and reads the difference in reflectance due to the unevenness as information, and the currently popular one is reproduction only.

【0003】情報の書換えが可能な光ディスクについて
は、例えば「書換え可能光ディスク材料」(1989
年、工業調査会発行)などに紹介されている。
Regarding an optical disk in which information can be rewritten, for example, "Rewritable optical disk material" (1989)
Year, published by the Industrial Research Council).

【0004】書換え型光ディスクには磁気光学効果を利
用した光磁気ディスクや、相変化を利用した光ディスク
などがある。光磁気ディスクは、垂直磁化膜を用い、磁
界とレーザ光の熱により磁化の方向を変化させて情報を
記録するものであり、再生には、レーザ光を照射して光
の偏光面の回転を検出する方法が用いられる。他方、相
変化型光ディスクは、レーザ光による加熱によりディス
ク材料を相変化させて情報を記録するものであり、再生
には、レーザ光を照射して相による反射率の差を読み取
る方法が用いられる。
Rewritable optical disks include magneto-optical disks that utilize the magneto-optical effect and optical disks that utilize phase change. Magneto-optical discs use perpendicularly magnetized films and record information by changing the direction of magnetization by the heat of a magnetic field and laser light. For reproduction, laser light is irradiated to rotate the plane of polarization of the light. A method of detecting is used. On the other hand, a phase change type optical disc is one in which information is recorded by changing the phase of a disc material by heating with a laser beam, and a method of irradiating a laser beam and reading a difference in reflectance due to a phase is used for reproduction. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の書換え型光ディスクは、再生の場合と同様に、機械的
な機構により順次記憶単位(ビット)をアクセスして書
換えを行っているため、ランダムな書換えに時間がかか
るという欠点があった。
However, in the above-described conventional rewritable optical disk, as in the case of reproduction, since the storage units (bits) are sequentially accessed by the mechanical mechanism to perform the rewriting, However, there is a drawback that it takes time to rewrite.

【0006】本発明の目的は、高速でランダムな情報の
書換えが可能な光記憶装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an optical storage device capable of high speed and random rewriting of information.

【0007】本発明の他の目的は、上記光記憶装置に情
報を書き込むための書込み装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a writing device for writing information in the above optical storage device.

【0008】本発明の他の目的は、上記光記憶装置に書
き込まれた情報を再生するための読出し装置を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a reading device for reproducing the information written in the optical storage device.

【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows.

【0011】本発明の光記憶装置は、電気光学効果を有
する材料の一部に電気的に書き込み可能な電荷蓄積層を
設け、前記電荷蓄積層に注入された電荷の有無に対応す
るフリンジ電界による偏光の変化を情報として読み取る
ものである。
In the optical storage device of the present invention, an electrically writable charge storage layer is provided in a part of a material having an electro-optical effect, and a fringe electric field corresponding to the presence or absence of charges injected into the charge storage layer is applied. The change in polarization is read as information.

【0012】本発明の光記憶装置は、電気的に書き込み
可能な電荷蓄積層を形成した第1の基板と、電気光学効
果を有する材料で構成された第2の基板とを対向して配
置し、前記第1の基板の電荷蓄積層に注入された電荷の
有無に対応するフリンジ電界による偏光の変化を情報と
して読み取るものである。
In the optical storage device of the present invention, a first substrate on which an electrically writable charge storage layer is formed and a second substrate made of a material having an electro-optical effect are arranged to face each other. A change in polarization due to a fringe electric field corresponding to the presence or absence of charges injected into the charge storage layer of the first substrate is read as information.

【0013】本発明の光記憶装置は、基板上に一対の電
極とそれらの間に挟まれた強誘電体層とを形成し、極性
の異なる電圧の印加による前記強誘電体層の自発分極の
方向の変化を情報として読み取るものである。
In the optical storage device of the present invention, a pair of electrodes and a ferroelectric layer sandwiched between them are formed on a substrate, and spontaneous polarization of the ferroelectric layer is generated by applying voltages having different polarities. The change in direction is read as information.

【0014】[0014]

【作用】上記した手段によれば、電気光学効果を有する
材料の中あるいはそれに近接して設けた電荷蓄積層の電
荷によりその近傍に電界が発生し、その電界によりその
近傍の電気光学効果材料の屈折率にわずかな異方性が生
じ、レーザ光の偏向面を回転させる。例えば、電荷があ
るときの偏向面に合わせて、そのときに光の強度が最大
で電荷がないときに最小となるように検光子を回転させ
ておくと、電荷の有無に応じた光強度の変化が検出可能
になる。
According to the above means, an electric field is generated in the vicinity of the material having the electro-optical effect due to the charges in the charge storage layer provided in or near the material and the electric field of the electro-optical effect material in the vicinity thereof is generated. A slight anisotropy is generated in the refractive index, and the deflecting surface of the laser light is rotated. For example, if the analyzer is rotated so that the intensity of light is maximum and the intensity is minimum when there is no electric charge in accordance with the deflection surface when there is electric charge, the light intensity according to the presence or absence of electric charge Changes can be detected.

【0015】電荷蓄積層の電荷の有無を情報単位とする
ことにより、情報の書換えを電気的に行うことができ
る。強誘電体の分極を利用する場合もほぼ同様に、情報
の電気的書換えと光による読み取りが行える。以上によ
り、特に高速でランダムな情報の書換えが可能となる。
Information can be electrically rewritten by setting the presence or absence of charges in the charge storage layer as an information unit. When the polarization of a ferroelectric substance is used, information can be electrically rewritten and read by light in the same manner. As described above, it is possible to rewrite information at random, especially at high speed.

【0016】電荷の注入の別の方法としては、電荷蓄積
層に電子線を照射しても可能である。この場合、基板は
特に半導体でなくとも良く、基板上に書き込みのための
回路を集積する必要もなくなる。
As another method of injecting charges, the charge storage layer may be irradiated with an electron beam. In this case, the substrate does not have to be a semiconductor, and it is not necessary to integrate a circuit for writing on the substrate.

【0017】電荷蓄積層と対向する近接位置にそれと電
位差を持つ別の導電層を設けることによりその間に発生
する電界強度を大きくし、光に対する効果を強力にする
ことができる。
By providing another conductive layer having a potential difference from the charge storage layer at a position close to the charge storage layer, the electric field strength generated therebetween can be increased and the effect on light can be enhanced.

【0018】電気光学効果を有する材料を基板に接近さ
せれば、特に電気光学効果を持たない基板上に電荷蓄積
層を配置した場合にも、電荷の有無に対応するフリンジ
電界による偏光の変化を情報として読み取ることが可能
である。
When a material having an electro-optical effect is brought close to the substrate, even when the charge storage layer is arranged on the substrate having no electro-optical effect, the change in polarization due to the fringe electric field corresponding to the presence or absence of electric charge is prevented. It can be read as information.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り
返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, those having the same function are designated by the same reference numeral, and the repeated description thereof will be omitted.

【0020】(実施例1)図1は、本発明の実施例1で
ある光記憶装置のメモリセル(4ビット分)を示す平面
図、図2は、図1のII−II’線における断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a plan view showing a memory cell (for 4 bits) of an optical storage device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II 'in FIG. It is a figure.

【0021】この光記憶装置のメモリセルは、電場の中
で光学的性質が変化する、いわゆる電気光学効果を備え
たGaAsなどの化合物半導体からなる基板1の主面上
に形成される。
The memory cell of this optical storage device is formed on the main surface of a substrate 1 made of a compound semiconductor such as GaAs, which has a so-called electro-optical effect, whose optical properties change in an electric field.

【0022】メモリセルは、半導体メモリの一種のEE
PROM(Electrically Erasable Programable Read On
ly Memory)などと同じように、基板1に形成されたソー
ス領域2およびドレイン領域3と、基板1上に第1ゲー
ト絶縁膜4を介して形成されたフローティングゲート
(電荷蓄積層)5およびこのフローティングゲート5上
に第2ゲート絶縁膜6を介して形成されたコントロール
ゲート7とで構成されており、1個のメモリセルが1ビ
ット(bit) の情報を記憶する。
The memory cell is an EE which is a kind of semiconductor memory.
PROM (Electrically Erasable Programable Read On
a source region 2 and a drain region 3 formed on the substrate 1, a floating gate (charge storage layer) 5 formed on the substrate 1 via a first gate insulating film 4, and A control gate 7 is formed on the floating gate 5 via a second gate insulating film 6, and one memory cell stores 1-bit information.

【0023】各メモリセルのソース領域2は、絶縁膜8
に開孔された接続孔9内のオーミック電極10を介して
配線11に接続されており、ドレイン領域3は、絶縁膜
8に開孔された他の接続孔9内のオーミック電極10を
介して配線12に接続されている。また、各メモリセル
のコントロールゲート7は、上記配線11、12と直交
する方向に延在し、コントロールゲート7と一体に形成
された配線(ワード線)13に接続されている。図示は
省略するが、これらの配線11、12、13は、メモリ
セルを選択する選択回路(XアドレスデコーダおよびY
アドレスデコーダ)、電源回路などに接続されている。
The source region 2 of each memory cell has an insulating film 8
The drain region 3 is connected to the wiring 11 via the ohmic electrode 10 in the connection hole 9 opened in the above, and the drain region 3 is opened via the ohmic electrode 10 in the other connection hole 9 opened in the insulating film 8. It is connected to the wiring 12. The control gate 7 of each memory cell extends in a direction orthogonal to the wirings 11 and 12 and is connected to a wiring (word line) 13 formed integrally with the control gate 7. Although not shown, these wirings 11, 12, and 13 are connected to a selection circuit (X address decoder and Y selection circuit) for selecting a memory cell.
Address decoder), power supply circuit, etc.

【0024】基板1の主面には、上記のようなメモリセ
ルがマトリクス状に多数形成されてメモリアレイを構成
している。また、基板1の表面には、メモリセルおよび
配線11、12、13を覆う表面保護膜14が形成され
ており、さらに、基板1の裏面には、金属膜を被着して
形成した光反射層15が形成されている。
A large number of memory cells as described above are formed in a matrix on the main surface of the substrate 1 to form a memory array. Further, a surface protection film 14 for covering the memory cells and the wirings 11, 12, 13 is formed on the front surface of the substrate 1, and a light reflection film formed by depositing a metal film on the back surface of the substrate 1. The layer 15 is formed.

【0025】図3および図4は、上記メモリセル1個分
の拡大斜視図である。なお、これらの図は、前記配線1
1、12、13の図示を省略してある。
3 and 4 are enlarged perspective views of one memory cell. In addition, these figures show the wiring 1
Illustration of 1, 12, and 13 is omitted.

【0026】メモリセルへの情報の書込みは、半導体メ
モリのEEPROMなどと同じように、選択回路により
選択された所定のメモリセルのドレイン領域3およびコ
ントロールゲート7をソース領域2に対して正電位と
し、発生したホットエレクトロンをフローティングゲー
ト5に注入して行う。また、情報の消去は、コントロー
ルゲート7を接地すると共に、基板1に正の高電圧を印
加し、フローティングゲート5からエレクトロンを引き
出して行う。
To write information to the memory cell, the drain region 3 and the control gate 7 of a predetermined memory cell selected by the selection circuit are set to a positive potential with respect to the source region 2 as in the case of the EEPROM of the semiconductor memory. The generated hot electrons are injected into the floating gate 5. Information is erased by grounding the control gate 7, applying a positive high voltage to the substrate 1, and drawing out electrons from the floating gate 5.

【0027】本実施例の光記憶装置は、情報の読出し
(再生)の際に利用する物理現象が従来の光ディスクな
どと異なり、電気光学効果を利用する。
The optical storage device of the present embodiment uses the electro-optical effect, unlike the conventional optical disc, etc., in the physical phenomenon used when reading (reproducing) information.

【0028】図3に示すように、電荷蓄積層であるフロ
ーティングゲート5は、コントロールゲート7よりも面
積が大きく、その一部がコントロールゲート7と重なる
部分から水平方向にはみ出した構造になっており、図5
に示すように、この部分に基板1中を通ってその裏面の
光反射層15に終端する電界が発生する。情報の読出し
(再生)は、この部分に基板1の上方から光を照射し、
フローティングゲート5の端部で発生するフリンジ電界
Ef の影響による偏光の変化を読み取ることによって行
う。
As shown in FIG. 3, the floating gate 5, which is a charge storage layer, has a larger area than the control gate 7, and has a structure in which a part of the floating gate 5 extends horizontally from a portion overlapping the control gate 7. , Fig. 5
As shown in FIG. 5, an electric field is generated in this portion, which passes through the substrate 1 and terminates in the light reflection layer 15 on the back surface thereof. To read (reproduce) information, this portion is irradiated with light from above the substrate 1,
This is performed by reading the change in polarization due to the influence of the fringe electric field Ef generated at the end of the floating gate 5.

【0029】図6は、本実施例の光記憶装置の情報の再
生に用いる読出し装置の一例を示す構成図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a reading device used for reproducing information in the optical storage device of this embodiment.

【0030】この読出し装置は、特に制限はされない
が、光源であるレーザダイオード71、平行レンズ7
2、偏光子73、ハーフミラー74、対物レンズ75、
検光子77、フォトダイオード78、増幅器79などか
ら構成される。
The reading device is not particularly limited, but the laser diode 71 as the light source and the parallel lens 7 are used.
2, a polarizer 73, a half mirror 74, an objective lens 75,
It is composed of an analyzer 77, a photodiode 78, an amplifier 79 and the like.

【0031】情報の読み取りは、基板1の主面に形成さ
れたメモリセルの電荷蓄積層(フローティングゲート
5)の横に偏光子73により直線偏光としたレーザ光L
1 を照射し、ハーフミラー74を通して戻った反射光L
2 の偏光状態が電荷の有無に対応するフリンジ電界によ
って変化しているのを検光子77で検出し、これをフォ
トダイオード78で電気信号Sに変換する。
For reading information, laser light L is linearly polarized by a polarizer 73 beside the charge storage layer (floating gate 5) of the memory cell formed on the main surface of the substrate 1.
Reflected light L radiated by 1 and returned through the half mirror 74
The analyzer 77 detects that the polarization state of No. 2 is changed by the fringe electric field corresponding to the presence or absence of charge, and the photodiode 78 converts this into an electric signal S.

【0032】次に、本実施例の光記憶装置の製造方法の
一例を図7〜図14(メモリセル2ビット分の断面図)
を用いて説明する。
Next, an example of a method of manufacturing the optical storage device of this embodiment will be described with reference to FIGS.
Will be explained.

【0033】まず、図7に示すように、p- 型のGaA
sからなる基板1上にCVD法で酸化シリコン膜を堆積
して第1ゲート絶縁膜4を形成した後、この第1ゲート
絶縁膜4上にCVD法で多結晶シリコン膜5Aを堆積す
る。
First, as shown in FIG. 7, p - type GaA is used.
After depositing a silicon oxide film on the substrate 1 made of s by the CVD method to form the first gate insulating film 4, a polycrystalline silicon film 5A is deposited on the first gate insulating film 4 by the CVD method.

【0034】次に、図8に示すように、フォトレジスト
18Aをマスクにしたドライエッチングで多結晶シリコ
ン膜5Aをパターニングすることにより、メモリセルの
フローティングゲート(電荷蓄積層)5を形成する。
Next, as shown in FIG. 8, the floating gate (charge storage layer) 5 of the memory cell is formed by patterning the polycrystalline silicon film 5A by dry etching using the photoresist 18A as a mask.

【0035】次に、フォトレジスト18Aを除去した
後、図9に示すように、基板1上にCVD法で酸化シリ
コン膜を堆積して第2ゲート絶縁膜6を形成し、次い
で、フローティングゲート5および新たなフォトレジス
ト18Bをマスクにして基板1にn型不純物(例えばS
i)をイオン注入する。
Next, after removing the photoresist 18A, as shown in FIG. 9, a silicon oxide film is deposited on the substrate 1 by the CVD method to form a second gate insulating film 6, and then the floating gate 5 is formed. And using the new photoresist 18B as a mask, an n-type impurity (for example, S
i) is ion-implanted.

【0036】次に、フォトレジスト18Bを除去した
後、図10に示すように、基板1をアニールして上記不
純物を活性化することにより、メモリセルのソース領域
2およびドレイン領域3を形成し、次いで、基板1上に
CVD法で多結晶シリコン膜7Aを堆積する。
Next, after removing the photoresist 18B, the source region 2 and the drain region 3 of the memory cell are formed by annealing the substrate 1 to activate the impurities as shown in FIG. Then, a polycrystalline silicon film 7A is deposited on the substrate 1 by the CVD method.

【0037】次に、図11に示すように、フォトレジス
ト18Cをマスクにしたドライエッチングで多結晶シリ
コン膜7A、第2ゲート絶縁膜6をパターニングするこ
とにより、メモリセルのコントロールゲート7(および
図11には示さない配線13)を形成する。
Next, as shown in FIG. 11, the polycrystalline silicon film 7A and the second gate insulating film 6 are patterned by dry etching using the photoresist 18C as a mask to control the memory cell control gate 7 (and FIG. A wiring 13) not shown in 11 is formed.

【0038】次に、フォトレジスト18Cを除去した
後、図12に示すように、ソース領域2およびドレイン
領域3の上部の第1ゲート絶縁膜4をエッチングで除去
し、露出したソース領域2およびドレイン領域3の表面
に電子ビーム蒸着法などでAuGe/Ni/Auなどの
オーミック金属膜を堆積してオーミック電極10を形成
する。
Next, after removing the photoresist 18C, as shown in FIG. 12, the first gate insulating film 4 on the source region 2 and the drain region 3 is removed by etching to expose the exposed source region 2 and drain. An ohmic metal film such as AuGe / Ni / Au is deposited on the surface of the region 3 by an electron beam evaporation method or the like to form the ohmic electrode 10.

【0039】次に、図13に示すように、基板1上にC
VD法で酸化シリコンなどの絶縁膜8を堆積した後、オ
ーミック電極10の上部の絶縁膜8をエッチングで除去
して接続孔9を形成し、次いで図14に示すように、基
板1上にスパッタ法などでAuまたはAlなどの金属膜
を堆積し、これをパターニングして配線11、12を形
成する。また、このとき基板1の裏面にも同じ金属膜を
堆積して光反射層15を形成する。その後、基板1上に
CVD法で酸化シリコンなどの絶縁膜を堆積して表面保
護膜14を形成することにより、前記図1、2に示す光
記憶装置のメモリセルが完成する。
Next, as shown in FIG. 13, C is formed on the substrate 1.
After depositing an insulating film 8 of silicon oxide or the like by the VD method, the insulating film 8 on the ohmic electrode 10 is removed by etching to form a connection hole 9 and then, as shown in FIG. A metal film such as Au or Al is deposited by a method or the like, and is patterned to form the wirings 11 and 12. At this time, the same metal film is deposited on the back surface of the substrate 1 to form the light reflection layer 15. After that, an insulating film such as silicon oxide is deposited on the substrate 1 by the CVD method to form the surface protection film 14, thereby completing the memory cell of the optical storage device shown in FIGS.

【0040】なお、メモリセルのフローティングゲート
5やコントロールゲート7は、多結晶シリコンの他、W
Six などの高融点金属シリサイドやAl、あるいはそ
れらと多結晶シリコンとの重ね膜で構成してもよい。
The floating gate 5 and the control gate 7 of the memory cell are not limited to polycrystalline silicon and W
It may be composed of a refractory metal silicide such as Six or Al, or a laminated film of them and polycrystalline silicon.

【0041】本実施例では、電荷蓄積層をフローティン
グゲート5で構成したが、例えばメモリセルをMNOS
(Metal Nitride Oxide Semiconductor) 構造で構成し、
酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との界面に電荷を蓄積
するようにしてもよい。
In this embodiment, the charge storage layer is composed of the floating gate 5. However, for example, the memory cell is composed of MNOS.
(Metal Nitride Oxide Semiconductor) structure,
Electric charges may be accumulated at the interface between the silicon oxide film and the silicon nitride film.

【0042】また、電気光学効果を持たない材料(例え
ばSiなど)で構成した基板の主面にEEPROM類似
の集積回路を形成し、その表面に電気光学効果を持つ第
2の基板(例えばGaAs基板)を接近させて光を照射
することにより、本実施例と同様の光記憶装置を得るこ
とができる。電気光学効果を持つ第2の基板材料として
は、GaAsの他、例えばLiNbO3 などの無機系電
気光学材料や、各種の有機系電気光学材料を使用するこ
ともできる。
An EEPROM-like integrated circuit is formed on the main surface of a substrate made of a material having no electro-optical effect (eg, Si), and a second substrate having an electro-optical effect (eg, GaAs substrate) is formed on the surface. ) And irradiate light, an optical storage device similar to that of this embodiment can be obtained. As the second substrate material having the electro-optical effect, in addition to GaAs, an inorganic electro-optical material such as LiNbO 3 or various organic electro-optical materials can be used.

【0043】また、電気光学効果を持たない材料(例え
ばSiなど)で構成した基板上に電気光学効果を持った
材料(例えばGaAsなど)で構成した基板を貼り合わ
せるか、MOCVD,MBEなどでGaAs結晶を成長
させてもよい。
A substrate made of a material having an electro-optical effect (eg, GaAs) is attached to a substrate made of a material having no electro-optical effect (eg, Si), or GaAs is formed by MOCVD, MBE, or the like. Crystals may be grown.

【0044】(実施例2)図15は、本発明の実施例2
である光記憶装置のメモリセル(6ビット分)を示す平
面図、図16は、図15のXVI −XVI ’線における断面
図である。
(Second Embodiment) FIG. 15 shows a second embodiment of the present invention.
16 is a plan view showing a memory cell (for 6 bits) of the optical storage device, and FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI 'of FIG.

【0045】本実施例の光記憶装置のメモリセルは、前
記実施例1と同様、電気光学効果を備えたGaAsから
なる基板1の主面上に形成されているが、前記実施例1
のメモリセルと異なり、ソース領域2、ドレイン領域3
を分離して設けず、これらを一つのn+ 型半導体領域1
7で一体に形成することにより、高集積化を実現してい
る。
The memory cell of the optical storage device of the present embodiment is formed on the main surface of the substrate 1 made of GaAs having the electro-optical effect as in the case of the first embodiment.
Unlike the memory cell of, the source region 2 and the drain region 3
Are not provided separately, and these are not provided in one n + type semiconductor region 1
High integration has been realized by integrally forming with 7.

【0046】情報の書込みは、n+ 型半導体領域17を
接地すると共に、コントロールゲート7を正電位とし、
ファウラー・ノルドハイム(Fowler-Nordoheim)トンネル
を利用してエレクトロンをフローティングゲート5に注
入する。また、情報の消去は、n+ 型半導体領域17、
コントロールゲート7を共に正電位とし、フローティン
グゲート5中のエレクトロンをファウラー・ノルドハイ
ムトンネルで引き抜く。情報の読出し(再生)は、前記
実施例1と同じ方法で行う。
To write information, the n + type semiconductor region 17 is grounded and the control gate 7 is set to a positive potential.
Electrons are injected into the floating gate 5 using a Fowler-Nordoheim tunnel. In addition, information is erased by the n + type semiconductor region 17,
The control gate 7 is set to a positive potential, and the electrons in the floating gate 5 are extracted by the Fowler-Nordheim tunnel. Reading (reproduction) of information is performed by the same method as in the first embodiment.

【0047】(実施例3)図17は、本発明の実施例3
である光記憶装置のメモリセルを示す平面図、図18
は、図17のXVIII −XVIII ’線における断面図であ
る。
(Third Embodiment) FIG. 17 shows a third embodiment of the present invention.
18 is a plan view showing a memory cell of the optical storage device of FIG.
FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII ′ of FIG.

【0048】前記実施例1、2の光記憶装置は、電気光
学効果を備えた基板1を使用し、電荷蓄積部の端部で発
生するフリンジ電界の影響による偏光の変化を読み取る
ことで情報の読出し(再生)を行うものであるが、本実
施例の光記憶装置は、電場内における強誘電体の自発分
極を利用して情報の読出しを行う。
The optical storage devices of Examples 1 and 2 use the substrate 1 having an electro-optical effect, and read the change in polarization due to the influence of the fringe electric field generated at the end of the charge storage section to obtain information. Although reading (reproducing) is performed, the optical storage device of the present embodiment reads information by utilizing the spontaneous polarization of the ferroelectric substance in the electric field.

【0049】本実施例の光記憶装置のメモリセルMC
は、例えばSi、GaAsなどからなる基板20の主面
上に形成された一対の電極(下部電極21および上部電
極22)とそれらに挟まれた強誘電体層23とで構成さ
れ、1個のメモリセルが1ビット(bit) の情報を記憶す
る。
Memory cell MC of the optical storage device of this embodiment
Is composed of a pair of electrodes (lower electrode 21 and upper electrode 22) formed on the main surface of the substrate 20 made of, for example, Si or GaAs, and a ferroelectric layer 23 sandwiched between them. The memory cell stores 1-bit information.

【0050】強誘電体層23は、(Ba,Sr)Ti
O、TiO、YO、PZT、PLZTなどの強誘電体薄
膜をスパッタ法などを使って基板20上に堆積して形成
する。また、下部電極21および上部電極22は、スパ
ッタ法などを使って基板20上に堆積したAu、Alな
どの金属膜をパターニングして形成する。図示は省略す
るが、上記下部電極21および上部電極22は、メモリ
セルを選択する選択回路(XアドレスデコーダおよびY
アドレスデコーダ)、電源回路などに接続されている。
The ferroelectric layer 23 is made of (Ba, Sr) Ti.
A ferroelectric thin film such as O, TiO, YO, PZT, and PLZT is deposited and formed on the substrate 20 by using a sputtering method or the like. The lower electrode 21 and the upper electrode 22 are formed by patterning a metal film such as Au or Al deposited on the substrate 20 by using a sputtering method or the like. Although not shown, the lower electrode 21 and the upper electrode 22 are selected by a selection circuit (X address decoder and Y selection circuit) for selecting a memory cell.
Address decoder), power supply circuit, etc.

【0051】図17に示すように、基板20の主面に
は、下部電極21および上部電極22が互いに交差する
方向に延在し、それらの交差部にメモリセルが一個ずつ
形成されている。また、図18に示すように、基板20
の表面には、下部電極21、上部電極22および強誘電
体層23を覆う表面保護膜14が形成されている。
As shown in FIG. 17, the lower electrode 21 and the upper electrode 22 extend in the direction intersecting with each other on the main surface of the substrate 20, and one memory cell is formed at each intersection. In addition, as shown in FIG.
A surface protective film 14 that covers the lower electrode 21, the upper electrode 22, and the ferroelectric layer 23 is formed on the surface of the.

【0052】情報の書込みは、メモリセルの一対の電極
(下部電極21、上部電極22)の間に極性を変えた電
圧を印加して行い、読み取り(再生)は、一対の電極間
の強誘電体層23に光Lを照射し、強誘電体層23の自
発分極方向の違いによる反射光の位相変化を、例えば前
記実施例1の読出し装置(図6参照)を使って読み取る
ことにより行う。
Information is written by applying a voltage with a changed polarity between a pair of electrodes (lower electrode 21 and upper electrode 22) of the memory cell, and reading (reproduction) is performed by the ferroelectric between the pair of electrodes. The light L is applied to the body layer 23, and the phase change of the reflected light due to the difference in the spontaneous polarization direction of the ferroelectric layer 23 is read by using, for example, the reading device of the first embodiment (see FIG. 6).

【0053】(実施例4)図19は、本発明の実施例4
である光記憶装置のメモリセルを示す平面図、図20
は、図19のXX−XX’線における断面図である。
(Fourth Embodiment) FIG. 19 shows a fourth embodiment of the present invention.
20 is a plan view showing a memory cell of the optical storage device of FIG.
FIG. 20 is a sectional view taken along line XX-XX ′ of FIG. 19.

【0054】本実施例の光記憶装置は、例えばSi、G
aAsなどからなる基板20の主面上に電荷の注入を行
う第1電極(電荷蓄積層)30と第2電極31とを近接
して配置し、それらを電気光学効果を持った有機膜32
で覆っている。第2電極は、各メモリセルに共通で、電
荷の注入は行わず、フローティング状態となっている
か、または接地などの固定電位に接続されている。
The optical storage device of this embodiment is, for example, Si, G
A first electrode (charge storage layer) 30 for injecting charges and a second electrode 31 are arranged close to each other on a main surface of a substrate 20 made of aAs or the like, and they are arranged in an organic film 32 having an electro-optical effect.
Covered with. The second electrode is common to each memory cell, does not inject charges, is in a floating state, or is connected to a fixed potential such as ground.

【0055】第1電極30と第2電極31との間には、
電気光学効果を持った材料である有機膜32中を通る電
荷蓄積層(第1電極30)の電荷の有無に応じた電界が
発生するため、そこに光Lを照射して反射光の偏光面の
変化を検出することで情報の読み取り(再生)を行うこ
とができる。光Lは、基板20の上方から第1電極30
上に照射して反射させてもよいが、例えば電気光学効果
材料の上に第1電極30を設け、基板20の裏面から光
を照射して情報の読み取りを行ってもよい。
Between the first electrode 30 and the second electrode 31,
An electric field is generated depending on the presence / absence of charges in the charge storage layer (first electrode 30) that passes through the organic film 32, which is a material having an electro-optical effect, so that the light L is applied to the electric field to polarize the polarization plane of the reflected light. It is possible to read (reproduce) the information by detecting the change of. The light L is applied to the first electrode 30 from above the substrate 20.
The first electrode 30 may be provided on the electro-optical effect material, and the information may be read by applying light from the back surface of the substrate 20.

【0056】図21は本実施例の光記憶装置に情報を書
き込むための書込み装置の一例を示す構成図である。
FIG. 21 is a block diagram showing an example of a writing device for writing information in the optical storage device of this embodiment.

【0057】この書込み装置は、上記光記憶装置とは別
の基板33の主面にMOSFETQ、抵抗34、書き込
みのための選択可能な電極35、Xアドレスデコーダ4
0、Yアドレスデコーダ41、電源回路42、43など
からなる回路を集積した構成になっている。
In this writing device, a MOSFET Q, a resistor 34, a selectable electrode 35 for writing, an X address decoder 4 are provided on the main surface of a substrate 33 different from the above optical storage device.
0, Y address decoder 41, power supply circuits 42, 43, etc. are integrated.

【0058】情報を書き込むときは、この基板33の主
面を光記憶装置の基板20の主面に密着あるいは1μm
程度まで接近させ、書込み装置の電源回路42、43の
極性を同期して変化させて電極35への電圧出力を行
い、光記憶装置の対向する第1電極(電荷蓄積層)30
に電荷を注入する。
When writing information, the main surface of the substrate 33 is brought into close contact with the main surface of the substrate 20 of the optical storage device or 1 μm.
To a certain degree, the polarities of the power supply circuits 42 and 43 of the writing device are synchronously changed to output a voltage to the electrode 35, and the opposite first electrode (charge storage layer) 30 of the optical storage device is provided.
Inject charge into.

【0059】書込み装置の基板33を光記憶装置の基板
20に接近させるには、例えば基板20、33の間にス
ペーサを設けるか、エアー圧などにより基板33を基板
20上に浮上させる。書込み装置の電極35は、図21
に示すような平板状に限らず、例えば針状にして電界が
集中するようにしてもよい。
In order to bring the substrate 33 of the writing device close to the substrate 20 of the optical storage device, a spacer is provided between the substrates 20 and 33, or the substrate 33 is floated above the substrate 20 by air pressure or the like. The electrode 35 of the writing device is shown in FIG.
The shape is not limited to the flat plate shape as shown in FIG.

【0060】本実施例の光記憶装置は、電気光学効果を
持った有機膜32に代えて、例えば酸化シリコンのよう
な通常の絶縁膜で第1電極30と第2電極31を覆って
もよく、その場合は、通常の絶縁膜の上に電気光学効果
を持つ材料で構成された基板を接近させて光を照射する
ことにより、同様に情報の読み取りが可能となる。ま
た、その際、電気光学効果を持つ基板に透明電極を被着
しておけば第2電極31も不要となるので、光記憶装置
の集積度を向上させることができる。
In the optical memory device of this embodiment, the first electrode 30 and the second electrode 31 may be covered with a normal insulating film such as silicon oxide instead of the organic film 32 having an electro-optical effect. In that case, information can be similarly read by irradiating light on a substrate made of a material having an electro-optical effect on an ordinary insulating film. Further, in that case, if the transparent electrode is adhered to the substrate having the electro-optical effect, the second electrode 31 is also unnecessary, so that the integration degree of the optical storage device can be improved.

【0061】(実施例5)図22は、本発明の実施例5
である光記憶装置を示す平面図、図23は、図22のXX
III −XXIII ’線における断面図である。また、図23
には書込み装置50、読出し装置60および位置合わせ
機構61も同時に示してある。
(Fifth Embodiment) FIG. 22 shows a fifth embodiment of the present invention.
23 is a plan view showing the optical storage device of FIG.
It is a sectional view taken along the line III-XXIII '. Also, FIG.
Also shown is a writing device 50, a reading device 60 and an alignment mechanism 61.

【0062】本実施例の光記憶装置は、例えば接地など
の固定電位に接続された電極52を基板51の主面の全
面にわたって形成し、この電極52上に強誘電体層5
3、54および光反射層55を多数設けた構成になって
いる。強誘電体層53、54は、基板51の全面に一様
に形成してもよい。
In the optical memory device of this embodiment, the electrode 52 connected to a fixed potential such as ground is formed over the entire main surface of the substrate 51, and the ferroelectric layer 5 is formed on the electrode 52.
3, 54 and a large number of light reflection layers 55 are provided. The ferroelectric layers 53 and 54 may be uniformly formed on the entire surface of the substrate 51.

【0063】情報の書込みは、前記実施例4(図21参
照)の書込み装置50を光記憶装置の基板51上に対向
して配置し、まず、光を用いた読出し装置60によって
光反射層55の位置を読み取る。次に、この情報に基づ
いて位置合わせ機構61を駆動し、書込み装置50の基
板33の主面に形成された書込み用の電極35と光記憶
装置の強誘電体層53、54とが対応するように位置合
わせした後、書込み装置50の回路(Xアドレスデコー
ダ40、Yアドレスデコーダ41)で所定の電極35を
選択し、光記憶装置の電極52との間に電界を発生させ
て強誘電体層53と強誘電体層54の分極方向を変化さ
せて情報を書き込む。この時、分極変化を容易にするた
めに基板51の温度を上昇させてもよい。
To write information, the writing device 50 of the fourth embodiment (see FIG. 21) is arranged on the substrate 51 of the optical storage device so as to face it, and first, the light reflecting layer 55 is read by the reading device 60 using light. Read the position of. Next, the alignment mechanism 61 is driven based on this information, and the writing electrode 35 formed on the main surface of the substrate 33 of the writing device 50 corresponds to the ferroelectric layers 53 and 54 of the optical storage device. After the alignment as described above, the predetermined electrode 35 is selected by the circuit (X address decoder 40, Y address decoder 41) of the writing device 50, and an electric field is generated between the electrode 35 and the electrode 52 of the optical storage device to generate the ferroelectric substance. Information is written by changing the polarization directions of the layer 53 and the ferroelectric layer 54. At this time, the temperature of the substrate 51 may be increased in order to facilitate the polarization change.

【0064】情報の読出しは強誘電体層53、54に光
を照射し、分極方向の違いによる反射光の位相変化を読
出し装置60を使って読み取る。図24は、読出し装置
60の構成の一例であり、特に制限されないが、光源で
あるレーザダイオード81、平行レンズ82、偏光子8
3、ハーフミラー84、対物レンズ85、検光子86、
レンズ系87、光検出器集積回路88、位置合わせ機構
89などから構成される。
To read information, the ferroelectric layers 53 and 54 are irradiated with light, and the phase change of the reflected light due to the difference in polarization direction is read using the reading device 60. FIG. 24 shows an example of the configuration of the reading device 60, which is not particularly limited, but includes a laser diode 81 which is a light source, a parallel lens 82, and a polarizer 8.
3, half mirror 84, objective lens 85, analyzer 86,
It is composed of a lens system 87, a photodetector integrated circuit 88, a positioning mechanism 89, and the like.

【0065】この読出し装置60は、レンズ系87によ
り光記憶装置の像を拡大し、位置合わせ機構89を使っ
てこの拡大像を光検出器集積回路88に結像させるの
で、集積度の低い光検出器集積回路88であっても、集
積度の高い光記憶装置の読出しが可能となる。
The reading device 60 magnifies the image of the optical storage device by the lens system 87 and forms the magnified image on the photodetector integrated circuit 88 by using the alignment mechanism 89. Even the detector integrated circuit 88 can read an optical storage device having a high degree of integration.

【0066】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0067】前記実施例では、基板上に堆積した導電層
をパターニングして電荷蓄積層を形成したが、電気光学
効果を有する材料の一部にイオン注入法で不純物を打ち
込んで電荷蓄積層を形成することもできる。
In the above-mentioned embodiment, the charge storage layer was formed by patterning the conductive layer deposited on the substrate. However, a charge storage layer is formed by implanting impurities into a part of a material having an electro-optical effect by an ion implantation method. You can also do it.

【0068】[0068]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0069】本発明の光記憶装置によれば、電荷蓄積層
の電荷の有無を情報単位としたことにより、高速でラン
ダムな情報の書換えが可能となる。
According to the optical storage device of the present invention, the presence / absence of charges in the charge storage layer is used as an information unit, so that it is possible to rewrite information at random at high speed.

【0070】また、本発明の光記憶装置によれば、強誘
電体の分極を情報単位としたことにより、高速でランダ
ムな情報の書換えが可能となる。
Further, according to the optical storage device of the present invention, the polarization of the ferroelectric substance is used as an information unit, so that it is possible to rewrite information at random at high speed.

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

【図1】本発明の実施例1である光記憶装置の要部を示
す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a main part of an optical storage device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II’線における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG.

【図3】実施例1の光記憶装置のメモリセル1個分を示
す拡大斜視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing one memory cell of the optical storage device of the first embodiment.

【図4】実施例1の光記憶装置のメモリセル1個分を示
す拡大斜視図である。
FIG. 4 is an enlarged perspective view showing one memory cell of the optical storage device of the first embodiment.

【図5】実施例1の光記憶装置のメモリセル1個分を示
す拡大斜視図である。
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing one memory cell of the optical storage device of the first embodiment.

【図6】実施例1の光記憶装置に用いる読出し装置の構
成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a reading device used in the optical storage device of the first embodiment.

【図7】実施例1の光記憶装置の製造方法を示す基板の
断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the substrate showing the method of manufacturing the optical storage device of the first embodiment.

【図8】実施例1の光記憶装置の製造方法を示す基板の
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the substrate showing the method of manufacturing the optical storage device of the first embodiment.

【図9】実施例1の光記憶装置の製造方法を示す基板の
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the substrate showing the method of manufacturing the optical storage device of the first embodiment.

【図10】実施例1の光記憶装置の製造方法を示す基板
の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the substrate showing the method of manufacturing the optical storage device of the first embodiment.

【図11】実施例1の光記憶装置の製造方法を示す基板
の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the substrate showing the method of manufacturing the optical storage device of the first embodiment.

【図12】実施例1の光記憶装置の製造方法を示す基板
の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the substrate showing the method of manufacturing the optical storage device of the first embodiment.

【図13】実施例1の光記憶装置の製造方法を示す基板
の断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the substrate showing the method of manufacturing the optical storage device of the first embodiment.

【図14】実施例1の光記憶装置の製造方法を示す基板
の断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the substrate showing the method of manufacturing the optical storage device of the first embodiment.

【図15】本発明の実施例2である光記憶装置の要部を
示す平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing a main part of an optical storage device according to a second embodiment of the present invention.

【図16】図15のXVI −XVI ’線における断面図であ
る。
16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI 'of FIG.

【図17】本発明の実施例3である光記憶装置の要部を
示す平面図である。
FIG. 17 is a plan view showing a main part of an optical storage device according to a third embodiment of the present invention.

【図18】図17のXVIII −XVIII ’線における断面図
である。
18 is a cross-sectional view taken along the line XVIII-XVIII 'of FIG.

【図19】本発明の実施例4である光記憶装置の要部を
示す平面図である。
FIG. 19 is a plan view showing a main part of an optical storage device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図20】図19のXX−XX’線における断面図である。20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX ′ of FIG.

【図21】実施例4の光記憶装置に用いる書込み装置の
構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram of a writing device used in the optical storage device of the fourth embodiment.

【図22】本発明の実施例5である光記憶装置の要部を
示す平面図である。
FIG. 22 is a plan view showing a main part of an optical storage device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図23】図22のXXIII −XXIII ’線における断面図
である。
23 is a cross-sectional view taken along the line XXIII-XXIII 'of FIG.

【図24】実施例5の光記憶装置に用いる読出し装置の
構成図である。
FIG. 24 is a configuration diagram of a reading device used in the optical storage device of the fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 ソース領域 3 ドレイン領域 4 第1ゲート絶縁膜 5 フローティングゲート(電荷蓄積層) 5A 多結晶シリコン膜 6 第2ゲート絶縁膜 7 コントロールゲート 7A 多結晶シリコン膜 8 絶縁膜 9 絶縁膜 10 オーミック電極 11 配線 12 配線 13 配線 14 表面保護膜 15 光反射層 17 n+ 型半導体領域 18A フォトレジスト 18B フォトレジスト 18C フォトレジスト 20 基板 21 下部電極 22 上部電極 23 強誘電体層 30 第1電極 31 第2電極 32 有機膜 33 基板 34 抵抗 35 電極 40 Xアドレスデコーダ 41 Yアドレスデコーダ 42 電源回路 43 電源回路 50 書込み装置 51 基板 52 電極 53 強誘電体層 54 強誘電体層 55 光反射層 60 読出し装置 61 位置合わせ機構 71 レーザダイオード 72 平行レンズ 73 偏光子 74 ハーフミラー 75 対物レンズ 77 検光子 78 フォトダイオード 79 増幅器 81 レーザダイオード 82 平行レンズ 83 偏光子 84 ハーフミラー 85 対物レンズ 86 検光子 87 レンズ系 88 光検出器集積回路 89 位置合わせ機構 E 電気信号 L1 レーザ光 L2 反射光1 substrate 2 source region 3 drain region 4 first gate insulating film 5 floating gate (charge storage layer) 5A polycrystalline silicon film 6 second gate insulating film 7 control gate 7A polycrystalline silicon film 8 insulating film 9 insulating film 10 ohmic electrode 10 Reference Signs List 11 wiring 12 wiring 13 wiring 14 surface protective film 15 light reflecting layer 17 n + type semiconductor region 18A photoresist 18B photoresist 18C photoresist 20 substrate 21 lower electrode 22 upper electrode 23 ferroelectric layer 30 first electrode 31 second electrode 32 Organic Film 33 Substrate 34 Resistor 35 Electrode 40 X Address Decoder 41 Y Address Decoder 42 Power Supply Circuit 43 Power Supply Circuit 50 Writing Device 51 Substrate 52 Electrode 53 Ferroelectric Layer 54 Ferroelectric Layer 55 Light Reflecting Layer 60 Reading Device 61 Alignment Mechanism 71 The diode 72 Parallel lens 73 Polarizer 74 Half mirror 75 Objective lens 77 Analyzer 78 Photodiode 79 Amplifier 81 Laser diode 82 Parallel lens 83 Polarizer 84 Half mirror 85 Objective lens 86 Analyzer 87 Lens system 88 Photodetector integrated circuit 89 Positioning mechanism E Electrical signal L 1 Laser light L 2 Reflected light

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光によって情報が読み取られる記憶装置
であって、電気光学効果を有する材料の一部に電気的に
書き込み可能な電荷蓄積層を設け、前記電荷蓄積層に注
入された電荷の有無に対応するフリンジ電界による偏光
の変化を情報として読み取るように構成したことを特徴
とする光記憶装置。
1. A memory device in which information is read by light, in which a charge storage layer that is electrically writable is provided in a part of a material having an electro-optical effect, and the presence or absence of charges injected into the charge storage layer. An optical storage device configured to read, as information, a change in polarization due to a fringe electric field corresponding to.
【請求項2】 請求項1記載の光記憶装置であって、電
気光学効果を有する半導体材料で構成され、その裏面に
光反射層を形成した基板の主面に、ソース領域、ドレイ
ン領域、電荷蓄積層を構成するフローティングゲートお
よびコントロールゲートで構成されたメモリセルと、前
記メモリセルの電荷蓄積層に書込みを行うための回路と
を集積して形成したことを特徴とする光記憶装置。
2. The optical storage device according to claim 1, wherein a source region, a drain region, and a charge are formed on a main surface of a substrate that is made of a semiconductor material having an electro-optical effect and has a light reflection layer formed on the back surface thereof. An optical storage device, comprising: a memory cell formed of a floating gate and a control gate that form an accumulation layer; and a circuit for writing data in the charge accumulation layer of the memory cell, which are integrated.
【請求項3】 請求項2記載の光記憶装置であって、前
記ソース領域、ドレイン領域を一つの半導体領域で一体
に構成したことを特徴とする光記憶装置。
3. The optical storage device according to claim 2, wherein the source region and the drain region are integrally formed by one semiconductor region.
【請求項4】 請求項1記載の光記憶装置であって、電
荷蓄積層を構成する第1の電極と、フローティング状態
または固定電位に接続された第2の電極とを対向して配
置し、前記第1の電極および第2の電極を電気光学効果
を有する材料で被覆したことを特徴とする光記憶装置。
4. The optical storage device according to claim 1, wherein the first electrode forming the charge storage layer and the second electrode connected to a floating state or a fixed potential are arranged to face each other, An optical storage device, characterized in that the first electrode and the second electrode are coated with a material having an electro-optical effect.
【請求項5】 光によって情報が読み取られる記憶装置
であって、電気的に書き込み可能な電荷蓄積層を形成し
た第1の基板と、電気光学効果を有する材料で構成され
た第2の基板とを対向して配置し、前記第1の基板の電
荷蓄積層に注入された電荷の有無に対応するフリンジ電
界による偏光の変化を情報として読み取るように構成し
たことを特徴とする光記憶装置。
5. A memory device in which information is read by light, the first substrate having an electrically writable charge storage layer formed thereon, and the second substrate made of a material having an electro-optical effect. Is arranged so as to face each other, and a change in polarization due to a fringe electric field corresponding to the presence or absence of charges injected into the charge storage layer of the first substrate is read as information.
【請求項6】 光によって情報が読み取られる記憶装置
であって、基板上に一対の電極とそれらの間に挟まれた
強誘電体層とを形成し、極性の異なる電圧の印加による
前記強誘電体層の自発分極の方向の変化を情報として読
み取るように構成したことを特徴とする光記憶装置。
6. A memory device in which information is read by light, wherein a pair of electrodes and a ferroelectric layer sandwiched between the electrodes are formed on a substrate, and the ferroelectric layer is formed by applying voltages having different polarities. An optical storage device, which is configured to read a change in the direction of spontaneous polarization of a body layer as information.
【請求項7】 請求項6記載の光記憶装置であって、前
記強誘電体層に光を照射し、自発分極の方向の違いによ
る反射光の位相変化を情報として読み取ることを特徴と
する光記憶装置。
7. The optical storage device according to claim 6, wherein the ferroelectric layer is irradiated with light, and a phase change of reflected light due to a difference in direction of spontaneous polarization is read as information. Storage device.
【請求項8】 請求項1に記載の光記憶装置の電荷蓄積
層に電荷を注入するための書込み装置であって、請求項
1に記載の記憶装置とは別の基板上に記憶装置の電荷蓄
積層と対応する位置に電荷を注入するための電極、その
電極を選択するための回路を設けてなることを特徴とす
る書込み装置。
8. A writing device for injecting charges into the charge storage layer of the optical memory device according to claim 1, wherein the charge of the memory device is on a substrate different from that of the memory device according to claim 1. A writing device comprising: an electrode for injecting charges into a position corresponding to the storage layer; and a circuit for selecting the electrode.
【請求項9】 請求項1に記載の光記憶装置の情報を読
み出しするための装置であって、レーザ光源からの光を
直線偏光に変換する変換手段と、直線偏光とされたレー
ザ光を光記憶装置に照射し、その反射光の偏光状態が電
荷の有無に対応するフリンジ電界によって変化するのを
検出する検出手段とを備えてなることを特徴とする読出
し装置。
9. A device for reading information from the optical storage device according to claim 1, wherein the conversion means converts the light from the laser light source into linearly polarized light, and the linearly polarized laser light is converted into light. A reading device, comprising: a detection unit that irradiates a storage device and detects that the polarization state of the reflected light is changed by a fringe electric field corresponding to the presence or absence of an electric charge.
【請求項10】 光によって情報が読み取られる記憶装
置であって、基板上に固定電位に接続された電極を形成
すると共に、前記電極上に強誘電体層と光反射層とを形
成し、極性の異なる電圧の印加による前記強誘電体層の
自発分極の方向の変化を情報として読み取るように構成
したことを特徴とする光記憶装置。
10. A memory device in which information is read by light, in which an electrode connected to a fixed potential is formed on a substrate, and a ferroelectric layer and a light reflection layer are formed on the electrode, and a polarity is provided. The optical storage device is characterized in that the change in the direction of the spontaneous polarization of the ferroelectric layer due to the application of different voltages is read as information.
【請求項11】 請求項10に記載の光記憶装置の情報
を読み出しするための装置であって、前記光記憶装置の
強誘電体層に光を照射する光源と、前記光の反射光を拡
大して検出する手段とを備えてなることを特徴とする読
出し装置。
11. A device for reading information from the optical storage device according to claim 10, wherein a light source for irradiating a ferroelectric layer of the optical storage device with light and a reflected light of the light are enlarged. And a means for detecting the same.
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