专利名称：半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及不用接触就可以发送和/或接收数据的半导体器件。
背景技术：
近年来，有关不用接触就可以发送和/或接收数据的半导体器件的研 究得到了发展，在一些市场上，已经开始引入半导体器件。所述半导体
器件称为RFID (射频标识)、ID标签、ID芯片、IC标签、IC芯片、 RF标签(射频)、RF芯片、无线标签、无线芯片、电子标签、和电子
心o
半导体器件包括多个元件(包括晶体管等)和天线，数据通过电磁 波发送到外部器件(读出器/写入器)和从所述外部器件接收。最近，已 经试图通过为各种产品提供半导体器件来监测或者控制产品。例如，通 过附着半导体器件到产品上，提出了一种管理系统(参见专利文献1 ), 所述管理系统不仅可以很容易地执行库存管理，比如控制库存数或者库 存状态，而且可以执行自动产品管理。
另外，提出了用于安全器件和安全系统的半导体器件，以增强预防 犯罪效果(参见专利文献2)。
另外，提出了通过在纸币或者证巻等上安装IC芯片来防止非授权 使用比如开发的方法(参见专利文献3)。以此方式，提出半导体器件 可以用于各种领域。日本专利公开No.2004-359363日本专利公开No.2003-303379日本专利公开No.2001-260580
发明内容
本发明的目的在于提供如下半导体器件它通过利用不用接触就可 以发送和接收数据的优点提高了其便利性。
本发明的半导体器件包括进行运算处理的运算处理电路、检测化学 反应的检测部分、和天线。运算处理电路具有多个晶体管，检测部分具 有多个检测元件，天线具有导电层。
所述多个检测元件的每一个都具有用于固化核酸、蛋白质、酶、抗
原、抗体和微生物中至少任何一种的反应层。具体而言，检测元件具有 第一层和第二层。第一层是导电层，第二层是反应层。或者，检测元件 具有第一层、第二层和第三层。第一层和第三层是导电层，第二层是反 应层。
本发明可以提供便利性增强的半导体器件，其能够通过检测元件检 测化学反应，并通过天线向外部器件发送数据。
另外，本发明的半导体器件除了上述部件元件之外，还具有用于存 储数据的存储部分。存储部分具有多个存储元件，每个存储元件具有含 有有机化合物的层。具体而言，所述多个存储元件的每一个都包括第一 层、第二层和第三层。第一层和第三层是导电层，而第二层是含有有机 化合物的层。
如上所述，由于本发明的结构简单，所以制备工艺不复杂，并因而 可以降低制备成本。另外，当采用所述筒单结构时， 一个存储元件占据 的面积可以降低。因此，所述存4渚部分可以实现大容量。而且，还有如
下优点存储部分是非挥发性的，可以向其多次写入数据。
另外，本发明半导体器件中包括的运算处理电路、检测部分和天线 是提供在相同衬底上。另外，本发明半导体器件中包括的运算部分、检 测部分、天线和存储部分是提供在相同衬底上。相应地，无需安装部件， 可以提供尺寸、厚度、重量和成本都下降的半导体器件。
在本发明的半导体器件中，在其上提供电路等的衬底是玻璃衬底。 和单一晶体一于底相比，玻璃衬底i^更宜，可以具有长边。因此，可以进4亍
规模生产，可以提供成本下降的半导体器件。
本发明的半导体器件包括将电磁波转变成电信号的天线、检测化学 反应的4全测部分、和控制天线和一全测部分的控制部分。4企测部分包括至 少检测元件，控制部分包括至少晶体管。另外，本发明的半导体器件包 括天线、检测部分、控制部分、和存储数据的存储部分。控制部分控制 天线、检测部分和存储部分。存储部分包括至少存储元件，存储元件具 有第一导电层、第二导电层、和位于第一导电层和第二导电层之间的 层。第一导电层和第二导电层之间的层含有有机化合物和无机化合物中
的至少之一。
在半导体器件中，控制部分包括运算处理电路、电源电路、解调电 路、调制电路、控制检测元件的控制电路、和控制存储元件的控制电路
等。电源电路通过采用从天线供应的AC (交流)电信号生成电源电势，
并将生成的电源电势输出到其它电路。解调电路将从天线供应的AC电
信号解调。调制电路将天线中生成的信号调制。控制检测元件的控制电 路(也称作第一控制电路和检测控制电路)和控制检测元件读取信号的 电路相对应。另外，控制存储元件的控制电路(也称作第二控制电路和
本发明由于包括检测部分，所以可以检测对象的化学反应。另外， 由于本发明包括天线，所以检测部分的检测结果可以通过天线发送给外 部器件，例如，读出器/写入器。结果，可以提供便利性增强的半导体器 件。
由于本发明具有结构筒单的存储部分，所以制备工艺不复杂。因 此，成本下降。而且， 一个存储部分占据的面积可以实现最小化，所以
存储部分可以实现大容量。而且，还有如下优点存储部分是非挥发性 的，可以向其多次写入数据。
在附图中
图1示出了本发明的半导体器件；
图2A和2B示出了本发明的半导体器件；
图3示出了本发明的半导体器件；
图4示出了本发明的半导体器件；
图5示出了本发明的半导体器件；
图6示出了采用本发明半导体器件的系统；
图7示出了本发明的半导体器件；和
图8示出了本发明的半导体器件。
具体实施例方式
下面将结合附图描述本发明的实施方式。请注意本发明不限于下 面的描述，本领域技术人员很容易理解，在此7>开的实施方式和细节可 以以各种方式改变，而不偏离本发明的目的和范围。所以，本发明不应 理解成限制到下面给出的对实施方式的描述。在本发明的下述结构中， 表示相同部分的附图标记可以在不同附图中共同使用。
参见图1描述本发明的半导体器件的结构。半导体器件100包括运 算处理电路101、；险测部分102、存储部分103、天线104、电源电路109、
解调电路110和调制电路111。另外，半导体器件100具有电池113， 具体取决于其用途。检测部分102具有检测元件105和检测控制电路 106。存储部分103具有存储单元107和存储控制电路108。半导体器件 IOO通过天线104向外部器件发送数据和从外部器件接收数据。外部器 件是指例如读出器/写入器112。
运算处理电路101基于从读出器/写入器112输入的信号操作。运算 处理电路101的操作对应于例如放大由检测部分102检测的数据、转换 数据、将数据写入存储部分103、从存储部分103读取数据、将必须的 数据输出到读出器/写入器112、等等。
检测部分102包括通过化学功能检测对象的气体组分或者液体组分 的功能。检测部分102包括用于检测对象的化学反应的才佥测元件105和 用于控制检测元件105的操作的控制电路106。
由于目的是检测对象中目标组分的化学反应，所以4全测元件105仅 仅对共同存在的组分中的目标组分具有高的灵敏度。而且，检测部分105 具有选择性高的反应层，其不受共同存在的组分的影响。反应层通过固 化核酸、蛋白质、酶、抗原、抗体或者微生物来形成。
检测元件105中包括的反应层的结构随着其对象的变化而变。具体 而言，当通过杂化4全测出存在互补性比对(complementary alignment) 时，检测元件105包括用于固化核酸的反应层。对互补性比对的检测揭 示了人类基因，并便于研发和疾病有关的基因。而且，能够实现定制型 医疗治疗，由此才艮据个体的身体状况选择医疗制品和治疗。
当检测相互作用的蛋白质时，检测元件105包括用于固化蛋白质的 反应层。
当^r测其中酶以特定方式作用的组分时，纟全测元件105包括用于固 化酶的反应层。在这种情况下，采用了在生物体内实现分子识别的酶促 反应。所述酶是例如葡萄糖氧化酶、醇氧化酶、丙酮酸盐氧化酶、尿酸 酶、或者脲酶等等。
当利用抗原抗体反应的特异性性质时，检测元件105包括用于固化 抗原或者抗体的反应层。在这种情况下，使用在免疫中的抗原抗体反 应。
当检测其中微生物中包含的酶以特异性方式作用的组分时，检测元 件105包括用于固化微生物的反应层。所述微生物是例如硝化细菌、或
者未鉴定的细菌等。
4全测部分102具有至少一个，优选多个4企测元件105。当4佥测部分
102具有多个;f全测元件105时，优选改变所述多个检测元件105每一个 中包括的反应层的组成。通过改变在所述多个4全测元件的每一个中的反 应层的组成，可以整体同时^r测相互作用或者特异性作用。所以，可以 对对象的化学反应进行高生产能力地检测。
言之，检测元件105检测的数据:乍为电信号向外输出。更:体而言，检 测元件105检测的电信号输出到检测控制电路106或者运算处理电路
101, 然后在检测控制电路106或者运算处理电^各101中经过》文大和转 换，以向外输出。
存储部分103具有存储数据的功能，包括存储元件107和存储控制 电路108，后者控制将数据写入存储元件107以及从存储元件107读取 数据。存储部分103存储数据比如半导体器件的标识号和检测部分102 的检测结果。半导体器件的标识号用于当检测部分102的检测结果被向 外发送时和其它半导体器件区分开。
对于存储部分103而言，采用了有机存储、DRAM (动态随机访问 存储)、SRAM (静态随机访问存储)、FeRAM (铁电随机访问存储)、 掩模ROM (只读存储)、PROM (可编程只读存储)、EPROM (电可 编程只读存储)、EEPROM (电可擦除可编程只读存储)和闪存中的一 个或者多个。有机存储包括堆栈，其中含有有机化合物的层置于一对导 电层之间。由于所述堆栈结构简单，所以制备工艺可以简化。因此，成 本可以下降。另外，由于结构筒单，所以堆栈面积可以很容易小型化， 所以可以实现大容量。而且，还有如下优点存4诸部分是非挥发性的， 可以多次向其写入数据。
下面，描述与半导体器件100和读出器/写入器112之间的数据发送 和接收相关的操作。首先，将以电磁波形式从读出器/写入器U2发送到 半导体器件100的信号在天线104中转变成AC电信号。电源电路109 通过采用AC电信号产生电源电压，并将电源电源供给每个电路。解调 电路110解调AC电信号，并将其供给运算处理电路101。运算处理电 路101根据输入的信号进行各种运算处理，并将信号输出到检测部分
102、 和存储部分103等。；险测部分102检测的数据从运算处理电路101
发送到调制电路111,天线104中生成的信号通过调制电路111根据所 述数据进行调制。读出器/写入器112可以通过以电磁波形式接收天线
104的调制的信号来读取所述数据。
在上述结构中，通过采用电磁波将电源电压供给每个电路；但是， 可以采用电池113来进行。另外，通过使用电池113,电源电压可以通 过电磁波和电池113两者供给每个电路。在没有为半导体器件100提供 电池的情况下，无需更换电池。因此，可以实现成本、厚度、重量和尺 寸的下降。
下面，参见图2A描述本发明的半导体器件100的剖面结构，包括 运算处理电路101、检测部分102、存储部分103和天线104。检测部分 102包括检测元件105和检测控制电路106，存储部分103包括存储元 件107和存储控制电路108。
本发明的半导体器件包括构成运算处理电路101的元件201、检测 元件105、构成检测控制电路106的元件202、存储元件107、构成存储 控制电路108的元件203、和充当天线104的导电层204。
检测元件105包括导电层205、和用于固化核酸、蛋白质、酶、抗 原、抗体和微生物中至少任何之一的反应层206。如果化学反应在反应 层206中发生，那么导电层205的电压水平发生变化。通过读取所述电 压水平变化，可以检测出对象的化学反应。优选采用液滴排放法，比如 喷墨法，来形成反应层206。
应该注意到，如果化学反应在检测元件105中发生，那么可能伴随 有发光现象。在这种情况下，优选提供接收光的元件，比如光电二极管。 通过用接收光的元件检测检测元件105的发光，可以检测化学反应。
元件201 -203包括晶体管、电容器、和电阻元件等。在所示的结 构中，示出了多个晶体管作为元件201 -203。晶体管可以是通过在半导 体衬底上提供沟道层而获得的薄膜晶体管(TFT)或者场效应晶体管 (FET)。
存储元件107对应于导电层208、含有有机化合物的层209、和导 电层210的堆栈。这种结构示出了无源矩阵形式的存储部分103,其中 在一个存储单元中提供一个存储元件107。
导电层208和210包括在存储元件107中，每个都对应于由选自下 述的一种或多种元素形成的单层或者叠层结构金(Au)、银(Ag)、
柏(Pt)、镍(Ni)、鴒(W)、铬(Cr)、钼(Mo )、铁(Fe )、钴 (Co )、铜(Cu ) 、 4巴(Pd ) 、 -1 ( C )、铝(Al) 、 4孟(Mn ) 、 4太 (Ti)、或者钽(Ta)等，或者含有所述元素的合金。就金属合金而言， 存在着含有Al和Ti的金属合金。另外，可以采用透光导电氧化物材料 比如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、或者掺杂 镓的氧化锌(GZO)等等。
另外，在存储元件107中包括的含有有机化合物的层209对应于低 分子量化合物的单层或者叠层结构，所述低分子量化合物比如4, 4，-二[N- (1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写cc-NPD)和4， 4，-二[N- (3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写TPD); 或者和大分子量化合物的单层或者叠层结构对应，所述大分子量化合物 比如聚(对-亚苯基亚乙烯基)(缩写PPV)、[甲氧基-5- (2-乙 基)己基嘴烷]-对亚苯基亚乙烯基(缩写MEH-PPV)、聚(9， 9-二 烷基药)(缩写PAF)、聚(9-乙烯基呼唑)(缩写PVK)、聚吡 咯、聚噻吩、聚乙炔、聚芘和聚^f唑。除了由低分子量化合物或者高分 子量化合物形成的层以外，在叠层中也可以提供通过将无机化合物和低 分子量化合物或者高分子量化合物混合形成的层。
充当天线的导电层204和晶体管的栅电极提供在相同层中。但是， 导电层204可以提供在与构成晶体管的源线和漏线和存储元件107的一 对导电层、和构成检测元件105的导电层相同的层中。以此方式，通过
提供用于形成充当天线的;电层的工^:因'此:形成充当天线的;电层
的方法和形成其它元件导电层的方法可以同时进行。所以，制备工艺可 以简化，可以实现生产成本的下降以及产量的提高。
刷方法比如丝网印刷、和液滴排放法，可以实现制备工艺的筒化以及材 料利用效率的提高。该结构示出了充当天线的导电层204和其它元件的 导电层提供在同一层中的情况；但是，可以采用这种结构其中，充当 天线的导电层分开制备，导电层在随后的工艺中附着。
当检测对象的化学反应时，将该对象和检测元件105的反应层接 触。应该注意的是当对象和反应层4妄触时，可以影响到下面层中的元 件201 - 203或者其它，具体取决于对象的组成。所以，为了防止所述
影响，优选形成具有优异阻挡性质的绝缘层，作为检测元件105和元件
201 -203之间的绝缘层(例如，绝缘层216)或者作用覆盖元件201 -203的绝缘层。具有优异阻挡性质的绝缘层是例如包含氮化物的绝缘 层、包含氧化物的绝缘层、包含氧氮化物的绝缘层、和包含碳化物的绝 缘层。具体而言，这意味着由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、金刚石类碳 (DLC)、或者碳氮化物等形成的绝缘层。
下面，将参见图2B描述本发明的半导体器件的剖面结构，其不同 于上述结构。本发明的半导体器件包括检测元件105、存储元件107、 元件201 -203、和导电层204。该结构显示出了有源矩阵类型的存储部 分103，其中在一个存储单元中提供了一个开关晶体管和存储元件107。
检测元件105包括导电层211、用于固化核酸、蛋白质、酶、抗原、 抗体和微生物中至少任何之一的反应层212、和导电层213。当化学反 应在反应层212中进行时，在导电层211和导电层213之间的阻值变化。 通过用电压值或者电流值读取阻值的变化，可以检测对象的化学反应。
在上述结构中，运算处理电路101、检测部分102、存储部分103 和天线104都提供在衬底215上。衬底215对应于如下衬底比如玻璃 衬底、石英衬底、其上形成有绝缘层的金属衬底、其上形成有绝缘层的 不锈钢衬底、由有机树脂形成的衬底(例如，塑料衬底)、由聚丙烯、 聚酯、乙烯基、聚氯乙烯、或者氯乙烯等形成的膜、由纤维材料形成的 纸、由聚酯、聚酰胺、无机蒸镀膜、或者纸张等形成的基础材料膜、和 粘合性合成树脂膜(例如，丙烯酸合成树脂、环氧合成树脂)或者等等 的叠层膜。
在上述结构(参见图2A、图2B)中，运算处理电路101、检测部 分102、存储部分103和天线104都提供在衬底215上；但是，本发明 不限于这种结构。构成运算处理电路101等的多个元件可以从衬底215 上剥离。通过从衬底215上剥离所述多个元件，可以实现尺寸、厚度和 重量的降低。
就衬底215而言，有时可以采用具有低热阻的衬底，比如由有机树 脂形成的衬底。在这种情况下，在元件在具有高热阻的玻璃衬底上形成 之后，元件可以从衬底上剥离，随后可以将剥离的元件附着到具有低热 阻的^十底上。
下面，参见图3描述本发明半导体器件的顶视图结构。本发明的半
导体器件100包括设置有多个元件的薄膜集成电路240，所述元件构成 了多个电路，比如;f全测部分102、充当天线104的导电层241。充当天 线104的导电层241电连接到薄膜集成电路240上。检测部分102处于 暴露状态，当检测到对象的化学反应时，将对象和反应层242接触。例 如，通过采用液滴排放法将对象滴落在反应层上，使对象和反应层242 接触。或者，通过将半导体器件置于包含对象的溶液中，使对象和反应 层242接触。
在上述结构中，示出的是充当天线104的导电层241以盘绕形状提 供并且采用的是电磁感应方法的实例；但是，本发明的半导体器件不限 于此。可以采用微波方法。在采用微波方法的情况下，充当天线104的 半导体层241的形状通过电磁波波长来正确确定。
参见附图4描述在本发明的半导体器件100和读出器/写入器112之 间的数据发送和接收操作。
读出器/写入器112将控制信号发送给半导体器件100 (步骤1 )， 所述控制信号比如用于读取数据的信号、用于激活检测部分的信号、和 用于写入数据的信号。半导体器件100接收读出器/写入器发送的控制信 号(步骤2 ),运算处理电路101对控制信号进行辨别(步骤3 )。基 于运算处理电路101辨别的控制信号，在这三个操作中确定应该进行的 操作。所述三个操作对应于从存储部分103读取数据的操作(步骤4 )、 用检测部分102检测对象化学反应的操作(步骤5 )、和向存储部分103 写入数据的操作(步骤6)。
在从存储部分103读取数据的操作(步骤4 )中，存储控制电路108 首先被激活，读取存储在存储元件107中的数据(步骤4A)。接下来， 将从存储元件107读取的数据发送给读出器/写入器112 (步骤4B)。 读出器/写入器112接收由半导体器件IOO供给的数据(步骤4C)。
在通过采用检测部分102检测对象的化学反应的操作中，检测部分 102首先被激活(步骤5A)。接下来，通过;f全测元件105检测对象的化 学反应(步骤5B),检测元件105将检测的化学反应的数据以电信号形 式输出到检测控制电路106。在检测控制电路106或者运算处理电路101 中，执行电信号的转换和放大(步骤5C)。随后，将已经转换和放大 的数据写入到存储部分103中(步骤5D)。或者，已经被转换和放大
的数据被发送给读出器/写入器112 (步骤5E)。读出器/写入器112接 收从半导体器件IOO供给的数据(步骤5F)。
在向存储部分103写入数据的操作中(步骤6),首先激活存储控 制电路108,将从读出器/写入器112发送的数据写入到存储元件107中 (步骤6A )。
器112的结构。读出器/写入器112包括天线301、振荡器302、解调电 路303、调制电路304、运算处理电路305、外部接口电路306、存储部 分307、加密/解密电路308、和电源电路309。加密/解密电路308通过 加密或者解密来发送和接收控制信号。
首先，描述其中信号从读出器/写入器112发送给半导体器件100 的情况。运算处理电路305将控制信号输出给调制电路304。在调制电 路304中，供给的控制信号被调制成AC电信号。然后，将调制的AC 电信号通过天线301发送给半导体器件100。
接下来，描述其中读出器/写入器112接收从半导体器件100发送的 信号的情况。通过天线301接收的AC电信号通过解调电路303解调。 然后，解调后的电信号被输出给运算处理电路305和外部接口电路 306。在数据处理装置比如连接到外部接口电路306的计算机中，存^f诸 由电信号显示的数据，其数据通过计算机显示屏显示。在连接到运算处 理电路305的存储部分307中，数据被存储。
参考图6描述家用医疗护理的监测系统，其通过采用本发明的半导 体器件和网络提高了便利性。
附近的位置。个体551和植物或者动物(包括人)相对应。在其中个体 551随身携带半导体器件IOO的情况下，半导体器件100可以由个体551 携带、附着到个体551上，或者嵌入在个体551内。
当需要时，通过半导体器件100检测对象的化学反应。如果个体551 是动物，那么在此对象是指汗液、泪液、或者血液等等。半导体器件100 检测的数据通过读出器/写入器553读取，并从读出器/写入器553发送 到数据处理装置554。数据处理装置554将从读出器/写入器553发送的
数据显示在显示部分555上，按照需要进行数据处理和分析。然后，将 其结果显示在显示部分555上。
而且，数据处理装置554通过网络将从读出器/写入器553发送的数 据从家550发送到医疗才几构560。在医疗机构560中，从家550发送的 数据由数据处理装置561接收，通过控制接收的数据来检测个体551的 状态。接着，医生基于所述从家发送的数据来诊断个体551。
通过如上所述定期检测对象的化学反应，个体551无需出家门就可 以由医疗机构560监测。而且，当确认个体551有问题时，医疗才几构560 可以快速做出响应。另外，当个体551缺乏某些营养物质时，数据可以 显示在显示部分555上以警告个体551,并在显示部分555上显示应该 摄取的营养物质。
当个体551携带着半导体器件100出门时，可以通过将读出器/写入 器安装在信息终端比如移动电话上，在户外检测对象的化学反应。当确 认个体551具有问题时，可以通过在控制个体551的数据的医疗机构560 和个体551附近的医疗机构570之间交换数据，来以最佳方式快速解决 这个问题。
如上所述，通过使用本发明的半导体器件IOO和网络，个体551的 身体状况不仅仅为个体551所知，而且为医疗机构560所知。因此，可 以预先防止疾病，医疗才几构可以以最佳方式快速对这种状况做出响应， 即使是出现了未曽预料的疾病和事故也是如此。
参见图7和8描述本发明半导体器件中包括的存储部分的结构。 存储部分包括多个位线Bl -Bm (m是自然数)、多个字线Wl -Wn (n是自然数)以及包括多个存储单元401的存储单元阵列402。而 且，示出了用于控制所述多个位线Bl-Bm的解码器403、用于控制所 述多个字线Wl - Wn的解码器404、选4奪器405和读出/写入电路406。 存储单元阵列402可以具有有源矩阵型或者无源矩阵型结构。当存 储单元阵列402是有源矩阵型时，存储单元401包括晶体管415和存储 元件407 (参见图7)。晶体管415的栅极电连接到位线Ba ( 1《a《m) 上，晶体管415的源极或者漏极电连接到字线Wb ( 1 <b《n)上，而晶 体管415的源极或者漏极中的另一个电连接到存储元件407的电极对之 一上。
当存储单元阵列402是无源矩阵类型时，存储单元401包括在位线 Ba和字线Wb的交叉处提供的存储元件407 (参见图8 )。 接下来，描述将数据写入存储部分的操作。
首先，描述通过电动作将数据写入存储部分的情况。首先，通过解 码器403、解码器404和选择器405选择存储单元401。接下来，读出/ 写入电路406将数据写入所选的存储单元401中。具体而言，当读出/ 写入电路406将预定电压施加到所选存储单元401的存储元件中时，写 入数据。当施加预定电压时，存储元件的阻值变化。就存储元件的阻值 改变而言，存在两种情况 一种情况是阻值增加， 一种情况是阻值下降。 两种现象都可以用于写入数据。阻值增加的现象采用的是通过向存储元
象。阻值下降的现象采用的是通过向存储元件施加预定电压使得电极对 之间的间距缩短的现象。以此方式，通过使用存储元件的阻值由于电动 作而变化的现象，将数据写入到存储部分。例如，如果处于初始阶段的 存储元件被当作数据O，那么对将写入数据1的存储元件施加电动作。
接下来，描述通过光动作写入数据的情况。在这种情况中，通过光 照射装置，例如，激光照射装置，将光从透光导电层侧发射到含有有机 化合物的层。然后，将数据写入被照射的存储元件中。存储元件的阻值 由于光照射而变化。就存储元件的阻值改变而言，存在两种情况 一种 情况是阻值增加， 一种情况是阻值下降。两种现象都可以用于写入数 据。以此方式，通过使用存储元件的阻值由于光动作而变化的现象，将 数据写入到存储部分。例如，如果处于初始阶段的存储元件被当作数据 0,那么对将写入数据1的存储元件施加光动作。
接下来，描述从存储部分读取数据的操作。
通过电动作读取数据，和写入数据的方法无关。通过用解码器403 和404、选择器405以及读出/写入电路识別存储元件的不同阻值，可以 读取数据。
可以在存储元件的一对导电层之一和含有有机化合物的层之间，提 供具有整流性质的元件。具有整流性质的元件是例如具有相互连接的栅 极和漏极的晶体管、或者二极管等。由于可以通过提供具有整流性质的 元件来限定电流流向，所以可以改善数据读取的精度。 料。
在其中通过电动作将数据写入存储元件的情况中，含有有机化合物 的层优选由低分子量材料、高分子量材料、单态材料、或者三重态材料 等形成。而且，和由仅仅含有有机化合物的材料相比，更优选由含有有 机化合物和无机化合物的材料形成含有有机化合物的层。对于含有有机^ 化合物的层而言，采用空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、发光层、 电子传输层、和电子注入层等，而且所述含有有机化合物的层可以是单 层或者多层。含有有机化合物的层优选通过喷墨法为代表的液体排放法
形成。采用液滴排;故法可以实现材料利用率的改善，以及通过简化的制
备工艺来实现制备时间和成本的下降。
在通过光作用将数据写入存储部分的情况中，含有有机化合物的层 优选由由于光作用而改变性质的材料形成。例如，优选采用共轭聚合 物，其是通过加入化合物形成的，所述化合物通过吸收光而生成酸(光 -酸生成剂)。就所述共轭聚合物而言，可以使用聚乙炔、聚亚苯基亚乙 烯基、聚噻吩、聚苯胺、或者聚亚苯基-亚乙炔基等。就所述光-酸生成 剂而言，可以采用芳基锍盐、芳基碘像盐、邻-硝基千基曱苯磺酸盐、
芳基磺酸、对硝基千基酯、磺酰基苯乙酮、或者Fe-丙二烯络合PF6盐等。
权利要求
1.半导体器件，包括用于将电磁波转换成电信号的天线；用于检测化学反应的检测部分；和用于控制天线和检测部分的控制部分；其中所述检测部分包括至少检测元件；其中所述控制部分包括至少晶体管；和其中所述检测元件包括用于固化核酸、蛋白质、酶、抗原、抗体和微生物中至少任一的反应层。
2. 半导体器件，包括用于将电磁波转换成电信号的天线；用于检测化学反应的检测部分；用于控制天线和4企测部分的控制部分；和用于存储数据的存储部分；其中所述检测部分包括至少检测元件；其中所述控制部分包括至少晶体管；其中所述存储部分包括至少存储元件；其中所述检测元件包括用于固化核酸、蛋白质、酶、抗原、抗体和 微生物中至少任一的反应层；和其中所述存储元件包括第一导电层、第二导电层、位于第一导电层 和第二导电层之间的层。
3. 权利要求1或2的半导体器件，其中所述检测元件包括和所述 反应层接触的导电层。
4. 权利要求1或2的半导体器件，其中所述检测元件包括第一导 电层、第二导电层、与第一导电层和第二导电层接触的反应层。
5. 权利要求1的半导体器件，其中所述天线 分提供在相同衬底上。
6. 权利要求1的半导体器件，其中所述天线分提供在相同玻璃衬底上。
7. 权利要求2的半导体器件，其中所述天线 分和存储部分提供在相同衬底上。
8. 权利要求2的半导体器件，其中所述天线、-险测部分和控制部 、-险测部分和控制部 、4全测部分、控制部 、斗金测部分、控制部 分和存储部分提供在相同玻璃衬底上。
全文摘要
通过具有用于将电磁波转换成电信号的天线、用于检测化学反应的检测部分、和用于控制天线和检测部分的控制部分，提供了便利性增强的半导体器件。检测部分包括至少检测元件，控制部分包括至少晶体管。检测元件包括用于固化核酸、蛋白质、酶、抗原、抗体和微生物中至少任一的反应层。或者，半导体器件包括天线、检测部分、控制部分和存储部分。存储部分包括至少存储元件，存储元件包括第一导电层、第二导电层、和位于第一导电层和第二导电层之间的层。
文档编号G01N27/416GK101115990SQ200680004209
公开日2008年1月30日 申请日期2006年2月3日 优先权日2005年2月10日
发明者渡边康子, 荒井康行, 野田由美子 申请人:株式会社半导体能源研究所