JPS6334797A

JPS6334797A - 情報記憶素子

Info

Publication number: JPS6334797A
Application number: JP61178141A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hayashi; 豊林; Iwao Hamaguchi; 浜口　巌; Shunsuke Fujita; 俊介藤田
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Ricoh Co Ltd
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-15
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JP2603621B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光によって情報を入力、記憶でき、記憶した
情報内容を時系列的な電気信号と（−てｇ’ｊＱ出すこ
とができ、なおかつ記憶した清報内容を山去して記憶前
の状態にもとしうる、情報記憶素子に関する。

（従来の技術〕光情報を記憶し、再生する光情報記憶再生システムとし
ては１．従来、ＣＣＤの如き撮像素子ともム気テープ等
の記憶手段との組合せや、光デイスクシステムが知られ
ている。しかし、前者の場合、撮像素子は、光電変換素
子の他にスインチング用のＦＥＴ等多数の素子を集積し
なければならす、複雑な製造プロセスが必要であり、ま
た、光ｆ＊　Ｉ（；を内容？：記憶するには撮１ヌ菓子
から記憶手１ズ・＼ｌ’Ｍ　”Ｉ・−の転送を行なわね
ばならない。

また、後者すなわち光デイスクシステムで（ま、記憶情
報の曹き換えに関し、未だに満足すべぎガ式の確立を見
ていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述した事情に鑑みてなされたちの゛であって
、光によって清報に入力、記憶でご７ｂと、゛−４）　
＆’Ｃ、記憶した清報内容？読出用の光ビームによお）
掃引により時系列的な電気信号として読出し得、なおか
つ記憶したｆＹ＃報内容を消去して、記憶前の状態にも
どし、再記憶することができる、新規な情報記憶素子を
実現することをもって、その解決、；ψ題としている。

（問題点を解決するための手段〕以下、本発明を説明する。

本発明により提供される情報記憶素子は、上述・・′）
・泪く、光により情報を入力、記憶でき、記憶し、忙情
報内容を読出すことができるとともに、これを・尚古し
て記憶前の状態にもとしうるものである。

＋：１−て、この清報記憶素子は、光電変換層と、記憶
保持層と、１対の電極とを有する。

本発明のｔＷ報記憶素子は、これを１次元的形態すなわ
ち、細帯状ＶＣ構成１−１その長手方向へ光情報・工記
憶することもできるし、あるいは２次元的形態とし、そ
の面積内ｔて２次元マトリックス的ないし、同心円トラ
ック的ないし５ずまき状に光情￥’ｌｌ　’Ｋ　＝ｅ　
憶するようにすることもできる。

さて、光電変換層は、入力される光情報を光電変換する
機能を有し、膚とし７で形成される。この光電変換層は
、例えば、微小なフォトダイオードを、１次元的または
２次元的に密に配列して、層状にしたものでもよいし、
あるいは、光導電性の物質により、ひとつながりの層と
して構成してもよい。なお、フォトダイオードの集合体
として光電変換層を構成する場合は、各ダイオードの向
きは層厚方向となるようにする。

さらに、光電変換層は、その層厚方向に複数の層を有す
る複合的な構成であってもよい。

記憶保持層は、上記光電変換層の、一方の面に密接して
設けられる。この記憶保持層の機能は、光電変換層にお
ける光電変換状態を電気的状態として記憶することであ
る。すなわち、光′遡変換層に光が照射されると、光に
強度変調、波長変調された情報が含まれている場合は光
電変換層には、光情報に応じた光電変換状態が生ずる。

記憶保持層は、上記光電変換状態に対応する電気的状態
を生成して、これを保存することにより、光情報内容を
記憶するので２ちろ３．光が略一定強度で光電変換層を
掃引する場゛１は、後述する１対の電極間の電圧を変化
させ、記録保持層に遂次清報を記憶させる。この場合、
光照射は遂次記憶の場所指定に用いられる。本発明ひは
、この２つの場合を総合して「光によって情報ン入力・
記憶する」と総称する。なお記憶保持層は、２層以上の
層を有する複合的な構成を有することもできる。

１対の電極は、上記の如く互いＶＣ積層された光電変換
層と記憶保持層とを挾持するように設けられろ。

情報の入力、読出しの際には、光電変換層に光を照射し
なければならず、この光照射は電極ヲ介して行なわれる
ので、電極の少くとも一方は、透光性でｔ「ければなら
ない。電極ヲ透光性とするにはイ唖自体を透明としても
よいし、光取入用のスリットを設けてもよい。

、二〇で、上述の記憶保持層につい℃、さらにのべろと
、記憶保持層の簡単な構造のものは、これを、単層の強
誘電体重１摸層により構成したもの、もしくは２層の電
気絶縁ｔｉの積層により構成したものである。記憶保持
層の、より複雑な構成としては、上記２層の電気絶縁層
の間に、微小な導電体粉を島状に配置分布せしめたもの
、上記電気絶縁層の間に半導電性の薄膜、あるいは、上
記電気絶縁層よりもバンドギャップの小さい絶縁膜化介
設したもの、あるいは、上記各種のものに、さらに、情
報検出用の半導体層を積層したものを、あげることがで
きる。

また、上記１対の′ｆｔ極における各電極は、それぞれ
が、単一電極として機能する。

（作　　用）次に、本発明の作用につき説明する。

本発明の情報記憶素子の機能は、光による清報の入力、
記イ意、記憶した情報内容の胱出し、記憶内容の消去で
ある。以下、これらケ順次説明する。

まず、光による情報の入力、記憶について説明すると、
情報の入力には、大別（、て光ビームを掃引する方法と
、光学像を投写する方法とかある。

前者は、１次元的形態のものしても２次元的形態のもの
にも有効な方法であり、後者は、どちらかといえば、２
次元的形、態の情報記憶素子に対する入力方法として適
している。

光ビームを掃引する方法の場合は、１′Ｒ報記憶素子の
１対の電極間に、比較的高い電圧を印加しておいて、光
ビームにより情報記憶素子の掃引を行なう。情報記憶素
子が２次元的な形態の場合には、掃引は、主掃引（直線
状もしくは円形状〕と、これに直交する方向への副掃引
、あるいは、５すまさ状の掃引によって行なわれろ。

光ビームは、記憶すべと清報に対応して強度又はン反長
変調され、元情報として情報記憶素子に入力する。

または、光ビームの強度は、これを一定にしておぎ、光
ビームによる掃引にあわせて、１対の電極に印加してい
る電圧を、清報信号で強弱変調してもよい。

光学像を投写する方法の場合には、１対の電極間に前述
の比較的高い電圧を印加しておいて、光電変換層に合焦
させて光学像を投写すれ！／ｆよい。

さて、ここで、１青報記憶素子に上述の如く、光情報が
入力している状、際において、光′−変換層における、
光照射されている部分を考えて見ると、光電変換層は、
光の照射されなし・状態では、ノ・イインピーダンスの
状ノフであって、１対の電極に印加された電圧は、・・
イインピーダンスの状態では、光電変換層と記憶保持層
との双方に印加されている。しかるに、光電変換１ｉ　
Ｋ光が照射されると、この部分ではインピーダンスが低
下し、また、フォトダイオードの集合体として光電変換
層が構成されている場合には、インピーダンスの低下と
ともに、さらに付加的な電圧発生がおこり、結局、この
部分では、記憶保持層の厚み方向に、他の部分（光照射
されない部分）Ｋ比して高い電圧が印加されることにな
る。

この高電圧の作用により、記憶保持層の、上記光照射さ
れた光電変換層に重なる部分には、例えば電荷注入等に
より、電荷が蓄積される。この蓄積電荷の蓄積量は、光
電変換層における光電変換の程度に対応し、光電変換の
程度は光１゛Ｈ報と２′ｊ応する。従って、記憶保持層
中に蓄積された電荷は、その位置に照射された光ｉ前層
に対応する。

このよう（／ｃして、光１ｄ報は、清報記憶素子の記・
１π（保持層中に、蓄積電荷として記憶されることにな
る。このようにして元情報の入力後、１対の電極に印加
され℃いる電圧を解除することによって、光１′Ｗ報に
対応する蓄積電荷の分布は半永久的に記憶保存される。

なお、記憶内容の安全な保存のために、１対の電極間に
、帯電防止のための導電経路を設けることができる。

１対のＫ　ｔｆｆ１間に印加する電圧の大きさは、上記
説明からも明らかなように、光照射が行なわれないとき
には、記憶保持層に電荷の蓄積がなく、光照射を行うと
きには電荷の蓄積か十分に生ずるような大きさに定めら
れる。また、光ビーム倫引式の入力で、光ビームの強度
を一定とし、印加電圧を強弱変調するときは、ｔｒｆ報
のない状態では′颯荷蓄積が生ぜず、情報に応じて蓄積
電荷が変化するように、電圧の変動領域を定める。

次に、記憶した元情報内容の読出しについて、説明する
と、この場合には、強圧一定の光ビームを清報記憶素子
ＶＣ対して体列（２次元的形態の清報記憶素子において
は主掃引と副掃引、あるいはうずまき状の掃引）を行な
えばよい。このようにすることにより、光情報の内容は
、１対のτｉ電極間流れる電流信号として読出される。

簡単な場合として、光電変’ｒｆＡ　Ｉｔ”が光導電１
層であって、記憶保持層が強誘電体層である場合を考え
て見ると、ある瞬間に、光電変換層の特定の部分が、読
出用の光ビームで照射されると、光導電層中にはキャリ
ヤが発生する。もし、この部位において、元情報が蓄積
電荷として記憶保持層中に記憶され℃いれば、上記キャ
リヤは蓄積電荷か形成する部分的な電荷と相互作用して
移動し、これか、電流信号としてとり出される。この′
亀流偽号は孤。

積電荷に応じて変化する。従って光ビームのトＩ１．引
により、記憶保持層に記憶された清報内容を、時系列の
電流信号として読み出すことができる。必要ＶＣ応じて
この信号な′電圧信号に変換して読出してもよい。

なお、読出しの場合、１対のｔ４％間には、弱い電圧が
印加されることもある。

つぎに、情報記憶素子に記憶された光情報の消去である
が、これを行う（（は次のようにすればよい。

丁なわち、情報記憶素子の１対の電極に、入力、記憶の
ときとは逆向きの比較的高い電圧を印加し。

この状態において、光電変換層に均一な光照射を行うの
である。このようにすると、記憶保持層に蓄積されてい
た電荷が、逆極性の電荷によって相殺されることとなり
、かくして記憶情報素子は、光情報記憶前の状態にもど
り、再び、新たに光情報の入力、記憶を行ないうるよう
になる。

（実施例〕以下、図面を参照しながら、具体的な実測例に即して説
明する。

矛１図（１）は、不発明の情報記憶素子の１実施例を、
説明図的に示している。

図中、符号１０は、透明な基板、符号２０は透明電極膜
、符号２１は、引出用の金属電極、符号６０は、光電変
換層、符号４０は、記憶保持層、符号５０は、電極を、
それぞれ示している。

透明な基板は、プラスチックやガラス等で構成できるか
、本実施例では、ガラス板で構成されている。

透明電極膜２０は、膜状であって光爾、変換層５０の一
方の面をおおうように形成され、金属電極２１とともに
、１対の電（至）のうちの−ｙ：Ｊを構成する。１対の
電極のうちの他方は、電極５０である。この電・極５０
も膜状であって、記憶保持層４０の一方の面をおおうよ
うに形成されている。

透明電極膜２０の材料としては、Ｓｎ○２．ＩＴＯ。

ＺｎＯ等が用いられつるが、不実施例では、透明化１ｉ
２０は５ｎ０２　　で形成されている。

光電変換層６０は、光導電性物質による層であり、材料
として公知の光導電性物質を適宜用いることができるが
、本実施例においては、アモルファスシリコンによって
構成されている。

記憶保持層４０は、２層の絶縁膜４１．４２を積層した
構成となっている。この実施例において絶縁膜４１は、
トンネル電流が流れ５る程度てう丁い、５１０２　層で
あり、絶縁膜４２は、数百久の厚さを有する窒化７リコ
ン層である。

電極５０は、金属電極であって、アルミニウム。

ニッケル等による金属薄膜で構成しうるが、この実施例
においては、アルミニウムの薄膜で構成されている。

かかろ情報記憶素子への、光情報の入力、記憶につき、
第１図（Ｉｆ）Ｋ即して説明する。

光情報の入力は、前述した光ビーム掃引方式、光学像投
写方式のいずれでもよいが、ここでは光ビーム掃引方式
を例にとって説明する。

矛１図ＣＩ）に示すように、金属電極２１と電極５０　
　とを電源１．００ＶＣ接続し、透明電極膜２０と電極
５０　　との間に、２０ないし６０ポルトの電圧を印加
する。このとき、図の如く、電極５０の側をグラス側に
する。

このよつ（（シておいて、情報内容に応じて強度変調さ
れた光ビームＳＬ　　で、清報記憶素子を、透明な基板
１０の側から照射掃引する。矛１図（ｎ）において、光
ビームＳＬ　　に宅された光信号りで照射された部分を
考えて見ると、この光信号りは、基板１０と透明電極膜
２０とを透過して光電変換層６０に入射して、符号Ｐで
示す、破線でハツチを施した部分を導電体化する。これ
によって光電変換層６０　　における当該部分Ｐはロウ
インビーダンス状態となり、電源１００による印加電圧
は、そのほとんどが記憶保持層４０１／（かかるように
なる。これにより、電子が、記憶保持層４０の５ｉ０２
　　による絶縁膜４１をトンネル効果により通過して、
ＳｉＮｘ　　ＶＣよる絶（後膜４２中に注入され、間膜
４２中　に蓄積される。電子の蓄積量は、光信号ＬＶｃ
おける光強度に対応するので、入力される光情報は、電
子の蓄積状態に変換されて記憶保持層４０中ＶＣ記憶さ
れる。

光情報の入力が終了したら、透明電極膜２０と電源５０
との間に印加されている電圧を解除する。このようにす
ると、情報記憶素子に入力された光情報は、記憶保持層
における電気的状態（電荷蓄積）として、半永久的に保
存される。この場合、電極２１．５０間に帯電防止のた
めの導電経路を設けることが好ましいことは、先にのべ
た通りである。

次に、上記の如く記憶された光情報内容の読出しにつき
、矛１図（ＩＩＩ）、（ＩＶ〕を参照しつつ説明する。

読出し時には、金属電極２１と電極５０との間に、電流
検出素子（図示されず〕を接続し、読出用の光ビームＬ
Ａ　　で、情報記憶素子を、基板１０の側から照明掃引
する。このとき、必要に応じて、書込みの生じない程度
の電圧（数ｖ程度）を、上記電極２１．５０間に印加す
ることができる。

さて、３・１図ＣＩ）において記憶保持層４０の符号ｑ
で示す部分に情報が記憶され、その周辺に情報の記憶が
行なわれていないものとする。

このとき、当該部分近傍の等価回路は、才１図（ＩＶ　
）　ｖｃ示す如きものとなる。

容ｆｉ　ｃは、部分ｑ以外の、近傍位置の容量を示す。

容ｔ　Ｃｑ　　は、部分ＱＶｃおける記憶保持層４０の
容量ｗ示し、記憶された情報に対応している。

容−ｉＪ　Ｃｄ　　とフォトダイオードＤとの並列回路
は、部分ｑに接する光電変換層６０をあられしている。

この場合、フォトダイオードＤは記憶保持ｉＪ中の電荷
により電気的に光電変換層表面に誘起された表面障壁に
より等価的に生じたものを表わしている。

読出用の光ビームＬＡ　は一定の光強度を有しており、
光電変換層６０を掃引すると、その照射部分をロウイン
ピーダンス状態にするが、部分ｑ以外の部分では、記憶
保持層４０Ｖｃ電荷蓄積がないので、これらの部分では
、上記インピーダンス変化は、大きな電気的変化を生じ
ない。

しかるに、部分ｑＶｃ接した部分で上記インピーダンス
変化が生ずると、部分ｑＫ蓄積された電子の電荷により
、光電変換層５０中ＶＣ電荷の移動が生じ、これが、電
流変化として電流検出素子に検出される。このようにし
て検出される電流は、記憶保持層４０に蓄積されている
電荷ｆＶｃ応じて変化するので、結局、読出用の光ビー
ムＬＡ　　の掃引に応じて、記憶された光情報内容を時
系列的に読出すことができる。

情報記憶素子に記憶された光情報内容を消去するには、
金属電極２１と電極５０との間に、金属電極２１　　の
Ｉｌｌがプラスとなるよって、すなわち、光情報の入力
時におけると逆向きに、２０〜３０　ｖの電圧を印加し
、情報記憶素子の基板１０の側から均一な光照射を行え
ばよい。

上記実施例において、光電変換層６０として用いられた
アモルファスシリコン層は、暗抵抗が非常に大きく、光
電特性がよい。しかも少数キャリヤの拡散長は１μｍ以
下である。

このため、上記実施例におい℃、５　ＣＴＬ平方、すな
わち２５αＬの面積に、約１０　　ビットの情報を記憶
させることができる。

上記実施例において、基板１０および透明電極膜２０　
は、ともに透明であり、このため、光情報の入力、読出
し、消去の際に、基板１０の側から光照射によって、光
電変換層６０に光電変換を生ぜしめることができた。

しかし、基板としては、ガラス板のほかに、遮光性の金
属基板や、透光性のよくないグラスチック基板を用いる
ことができる。

この場合は、記憶保持層を透明材料で構成するとともに
、この記憶保持層ＶＣ接して設けられる電極を透明電極
とするかもしくは、スｌ）　ノドを設けた金属薄膜電極
とし、この電極の側から記憶保持層を介して、光電変換
層に光照射を行いつつ、光情報の入力、記憶、読出し、
消去を行うようにすればよい。

次に、１・２図を参照して、光電変換層の変形例につき
説明する。なお、牙２図に１６いて、符号４ＯＡは、記
憶保持層一般を示し、その具体的な形態としては、才１
図に示す記憶保持層４０や、３！−６図に示す各側、あ
るいは後述する別実施例における半導体層を有するもの
等が含まれる。

さて、３・２図（１）に示す、光電変換Ｎ　３０Ａは、
高濃度不純物層６１と低讃度不純物層６２とを積Ｊ−シ
てなり、才２図（ｌｌ　）　ＶＣ示す光電変換層３０Ｂ
は、高濃度不純物層６１と３６とで低漕度不純物１ｉ３
２？：挾持するようにしてなる。高濃度不純物層６１．
３３　　は、それぞれ、接触する透明４電換２０．記憶
保持層４０Ａと光電変換層３０Ａ　、　　５０Ｂとの間
の良好なオーミンク接触を確保するためのものである。

高濃度不純物層３１．３３の実例としては、例えば、リ
ン等のＮ型不純物を添加したアモルファスシリコン層、
あるいは硼素等、Ｐ型不純物を添加したアモルファスシ
リコン層、低濃度不純物ｊ借３２としては不純物を添加
しないアモルファスシリコン層をあげることができる。

Ｎ型不純物を添加したアモルファスシリコンによる高濃
度不純物Ｊ￥１３１と、不純物を添加しないアモルファ
スシリコン層による低濃度不純物層３２で構成された光
電変換層３０Ａを、３・１図に示す実施例において光電
変換層３０の代りに用いた情報記憶素子を考えてみると
、かかる素子においても、光情報の入力の際、記憶保持
層４０には、光情報内容に応じた負電荷が蓄積するが、
この蓄積負電荷により、低濃度不純物層６２と、記憶保
持層４０との境界面に正電荷〔正孔〕が誘起されること
になる。

この正孔と蓄積負電荷とは、５１０２　による絶縁膜４
１テへだてられているので、光情報内容は、等制約な、
Ｐ−Ｉ−Ｎ光電変換素子として記憶されることになり、
読出用の光ビームを照射すると、記憶保持層４０の容量
に、上記等制光電変換素子の出力電圧が印加されること
となり、そのため、記憶内容に応じた電流を検出できる
のである。

第６図は、記憶保持層の種々の構成例を示している。図
中、符号３００は光電変換層一般を示し、才１図の光電
変換層６０や、第２図の光電変換層３ＯＡ。

その他を含む。

矛６図（１）［示す記憶保持層４０Ｂは、強誘電体層１
層で構成されている。３・６図（ＩＩ）ＶＣ示す記憶保
持層４０Ｃは、強誘電体層４２と絶縁膜４１とを積層し
た構成となっている。絶縁膜４１は例えば５１０２　　
又はＳｉＮｘ　　であり、読出しの際の横出感反を高め
る機能を有する。

第６図（１）に示す記憶保持層４０Ｄは、絶縁層４３．
４４＆Ｃより導電性の粒状物４５を挾持した耐酸となっ
ており、矛６図（ｆｆ）に示す記憶保持層４０Ｆは、絶
縁層４５．４４によって、半導電性もしく＆マバンドギ
ャップの比較的小さい絶（漱膜４６ヲ挾持した構成とな
っている。絶縁層４３．４４は例えば５ｉ０２　　で形
成することができ、絶縁！４６としては例えばＳｉＮｘ
　　の膜を用いることができる。これらの場合、光情報
に応じた電荷は、上記導電休校や絶縁膜中に蓄積される
。

上に説明した実施例では、記憶された光情報内容を読出
すにあたって、記憶保持層に蓄積された電荷による光電
変換層の電気的変化が電流変化として検出された。

しかし、本発明では、別の形態による胱出しも可能であ
り、以下、その実施例を説明する。

′Ａ１４図において、符号２０．２１は、第１図におけ
ると同じく、透明寛極膜および金Ｒ電極を示し、これら
は、１対の電極のうちの一方を構成する。

光電変換層３０Ｂは、矛２図（Ｉｔ）に即して説明した
のと同じ型のものであって、低濃度不純物層６２？：、
高濃度不純物層３１．３３で挾持した構成を有し、高濃
度不純物層３１．３３ＶＣより、これらが接触する壜と
のオーミック接触を良好ならしめている。この光電変換
ｊ酋３０Ｂにかえて、才１図に示す光電変換層６０．矛
２図（１）ＶＣ示す光′亀変換層３０Ａを用いることも
できる。

なお、才４図の実施例において、光電変換層６０Ｂの材
質は、アモルファスシリコンであり、高濃度不純物層３
１．３３は、Ｎ型不純物を多量に含んでおり、低濃度不
純物層６３は面方向の抵抗が著しく低くならない程度に
薄く設けられ℃いる。

今説明している実施例におい℃、光電変換層３０Ｂの機
能は、光照射により低抵抗化するのみでよい。

さて、才４図において、符号４０Ｆは記憶保持層を示す
。この記憶保持層４０Ｆにおいて、絶縁膜４７は、光情
報内容に応じた童の電荷を蓄積するための層であって、
例えば、ＳｉＮｘ　　の薄膜（数１００Ａ程度の膜厚を
有する）であり、絶縁膜４８は、トンネル効果による電
流の流れる程度に薄い珊であって、例えば、５１０２　
　の薄膜である。説明の具体性のため以下、絶縁膜４７
はＳｉＮｘ　　の層、絶縁膜４８は５１０２　の層であ
るとする。

符号４９は、半導体層を示す。また、符号５１は、金属
電嘱を示す。

半導体層４９は、２重的な性格を有し、一方においては
、記憶保持層の一部を構成するとともに、他方において
は、金属電極５１とともに、１対の電極の他方を構成す
る。

ここでは、半導体層４９はＰ型であるとする。

光情報の入力、記憶の際には、金属電極２１゜５１　　
間に比較的高い電圧（２０〜６０■）を印加し、を入力
すると、光照射された部分では、半導体層４９　　へ電
子が、絶縁膜４７から引き出される。すると、光照射に
より書き込まれた部分のみが周囲に比し又相対的に正電
荷が蓄積されたことになる。

従っ℃、電極５１に適度の負電圧を印加すると光照射さ
れた部分の等制約な蓄積正電荷により、半導体層４９の
、絶縁層４８との境界部に負電荷が誘起され、蓄積正電
荷とともに、空乏状態または反転層によるＰＮ接合状態
が形成される。

従って、読出用の光ビームによる照射掃引を行うと、正
電荷が蓄積された部位にのみ電圧が生じ記憶保持層４０
Ｆで構成される容量を通して電極２１．５１間に電流出
力変化を検出することができ、記憶情報内容を読出すこ
とができる。

消去の場合は、第１図に示した実施例の場合と同様であ
る。

上に説明した各実施例において、光電変換層は、厚さ方
向に直交する方向では連続した均質な構造である。しか
し゛、光電変換層の材料として、シリコン単結晶のよう
な、少数キャリヤの拡散長が非常に太きいものを用いる
場合は、記録密度確保のため、光電変換層の各画素部分
を互いに分離する必要がある。このような場合の１実施
例を矛５図に示す。

矛５図において、符号２１．５１は矛４図におけると同
じく金属を極を示す。

符号２０Ａは、Ｎ型シリコン基板を示す。この基板２０
Ａは、金属電極２１とともに、１対の電極のうちの一方
を構成する。

また、符号５０Ａは透明電極膜を示す。この透明電極膜
５０Ａは、電極５１とともに、１対の電極のうちの他方
を構成する。

符号６蹟よ、分離用の絶縁性メツシュを示す。符号３１
Ａは、光電変換層を示す。この光電変換層３１　Ａは、
Ｎ型シリコンによる層であり、絶縁性メツジュロ０に取
り込まれた状態で設けられることにより、画素ごとに分
離している。

符号４１Ａをもって示す５ｉ０２　０層は、厚さ２００
層４２Ａとともに、記憶保持層を構成し℃いる。

この実施例の場合、光情報の入力、記憶、読出し、消去
の場合の光照射は、いずれも、透明導電膜５０Ａの側、
すなわち、第５図の下側から行われる。

金属電極２１．５１間に、電極２１の側がプラスとなる
ようにして、２０〜３０　Ｖの比較的高い電圧を印加し
つつ、光情報の入力を行うと、光情報に応じた負電荷か
、窒化シリコンの層４２Ａ中に蓄積されるが、この負電
荷は、光電変換１＠５１にとし℃のＮ型／リコンノ４　
（７）表面を反転ないし空乏させる。

従っ又、読出用の光ビームの照射により、記憶内容を、
金属電極２１．５１間の電流信号として読出すことがで
きる。

この実施例の場合、絶縁性メツジュロ０の構成のため、
作製上、微細加工技術が必要であるが、微細加工は１回
でことたりるから、製造上の困難性は、実際上問題とな
らない。

なお、本発、明の情報記憶素子を実際に使用するにあた
っては、矛６図に示すように、情報記憶素子１０００　
０周・囲に、端部検出素子１１０．　１１１゜１２０、
　１２１を設けることができる。

端部検出素子１１０等は、光信号を検出できれば何でも
よいが、例えば、ビンフォトダイオードや光導電層を電
極膜と透明電極膜で挾持した構成のものなどは好適であ
る。

このようにする°と、例えば牙６図（１）のＡ−Ａ′部
を読出用の光ビームで上下方向へ掃引すると矛６図（Ｉ
［、ｌの■のごとき信号が得られるので、これをもって
、読取の開始または終了の検知に用いることができるし
、同図（１つのＢ　−１３’部を上下方向へ掃引すれば
、矛６図ＣＩ［）の■のごとき信号が得られるので、各
ラインごとの掃引の始点と終点を容易に検知できる。

（発明の効果）以上、本発明によれば、新規な清報記憶素子を提供でき
る。

本発明の情報記憶素子は、上記の如く構成されているか
ら、これを、従来の撮像素子と記憶手段との組合せと比
較すると、本発明の情報記憶素子は、構造が極めて簡素
であり、低コストかつコンパクトに実現でき、また、入
力した清報を記憶部に転送する必要もないから、複雑な
転送用の回路も不要である。

また、本発明の清報記憶素子は、光情報の記憶と、その
消去とを自在に行ないつるので、これを光ディスクに適
用することによって、従来、元ディスクにおいて困難と
されていた情報の薔き替えを容易かつ確実に実現するこ
とができる。

本発明の・情報記憶素子は、光によって情報を入力、記
憶でき、読出し、消去できるため、上記光ディスクのほ
か、′冠子カメラ用の電子フィルム等として好適に実施
しつる。なお、本発明のｔＮ報記憶素子は、一般には矛
１図の実施例におけるごとく基板上に形成される。しか
し、基板は、これを、１対の電極のうちの一方を兼ねる
ようにすることもできるので、独、立した基板というも
のは必らずしも必要なく、したがって基板自体は不発明
に必須の要件ではない。

【図面の簡単な説明】

才１図は、本発明の１実施例を説明するための図、矛２
図は、光電変換層の構成の２例を示す図、７３図は、記
憶保持層の構成の４例を示す図、矛４図は、本発明の別
実施例を示す図、才５図は、本発明の他の実施例を示す
図、２６図は、本発明の情報記憶素子の実際的な使用上
の好ましい例を説明するための図である。１０・・・透明な基板、２０・・・透明電極膜、２１・
・・金属電極（透明電極膜２０とともに１対の電極の一
方？：構成する）、６０・・・光電変換層、４０・・・
記憶保持層、５０・・・電極傭　（図（Ｉ）党Ｚ図第　、５　叉側０図（■） ■

Claims

【特許請求の範囲】光により情報を入力、記憶でき、記憶した情報内容を、
読出用の光ビームによる掃引により、時系列的な電気信
号として読出すことができ、なおかつ、記憶した光情報
内容を消去して記憶前の状態にもどしうる情報記憶素子
であって、光入力を光電変換する光電変換層と、この光電変換層に接して設けられ、上記光電変換層にお
ける光電変換状態を電気的状態として記憶する記憶保持
層と、これら光電変換層、記憶保持層を挾持するように設けら
れ、少くとも一方は透光性である１対の電極と、を有す
ることを特徴とする、情報記憶素子。