(57)【要約】【課題】記録したデータの寿命、即ち再生可能な有効時間の設定が可能であって、寿命期間内の動作の開始を任意に設定でき、且つ安価で大量の製造に好適な半導体記憶素子及びその寿命動作開始装置を提供する。【解決手段】メモリ１は、アドレス制御部１０と、保護膜１１と、特性劣化物質層１２と、データ格納エリア１４、１５、１６、１７と、ボンディングパッド１８とを備えて構成される。保護膜１１は、半導体回路を構成する有機半導体層を保護するために設けられた膜であり、空気中の水分や、化学分子、或は光等が有機半導体層に進入することを防止する。また、この保護膜１１を破壊し、所定の手段を施すことで有機半導体層の劣化を開始させ、寿命期間の動作が開始される。また、特性劣化物質層１２は、有機半導体の特性を劣化させる物質を含んでいて、この物質を有機半導体層内部に拡散させることで、有機半導体層の劣化を開始させる。【選択図】　図１
2004006540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に設けられた有機半導体からなる半導体回路部と、
前記半導体回路部に隣接して設けられた保護部と
を備え、当該保護部は所定手段により前記半導体回路部に達する亀裂が生じる部材で構成されていること
を特徴とする半導体記憶素子。
【請求項２】
基板と、
前記基板の上に設けられた有機半導体からなる半導体回路部と、
前記半導体回路部に隣接して設けられ窓部を有する保護部と、
前記保護部の窓部を密封する、剥離自在な密封部材と
を備えてなることを特徴とする半導体記憶素子。
【請求項３】
基板と、
前記基板の上に設けられた有機半導体からなる半導体回路部と、
前記半導体回路部に隣接して設けられた保護部と、
前記保護部に隣接して設けられた、性能劣化物質を含有する性能劣化部と
を備え、前記保護部は所定手段により前記半導体回路部に達する亀裂が生じる部材で構成されていること
を特徴とする半導体記憶素子。
【請求項４】
前記所定手段とは、機械的穿孔手段であること
を特徴とする請求項１又は請求項３のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項５】
前記所定手段とは、加熱手段であること
を特徴とする請求項１又は請求項３のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項６】
前記所定手段とは、加圧手段であること
を特徴とする請求項１又は請求項３のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項７】
前記所定手段とは、光照射手段であること
を特徴とする請求項１又は請求項３のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項８】
基板と、
前記基板の上に設けられた、性能劣化物質を含有した有機半導体からなる半導体回路部と、
前記半導体回路部に隣接して設けられた保護部と
を備え、前記性能劣化物質は所定手段により活性化されること
を特徴とする半導体記憶素子。
【請求項９】
基板と、
前記基板の上に設けられた、性能劣化物質を含有した有機半導体からなる半導体回路部と、
前記半導体回路部に隣接して設けられた、所定波長の光の照射により光透過性を有する膜とを備え、
前記性能劣化物質は所定手段により活性化されること
を特徴とする半導体記憶素子。
【請求項１０】
基板と、
前記基板の上に設けられた、性能劣化物質を含有した有機半導体からなる半導体回路部と、
前記半導体回路部に隣接して設けられ窓部を有する保護部と、
前記保護部の窓部を密封する、剥離自在な密封部材と
を備えてなることを特徴とする半導体記憶素子。
【請求項１１】
前記性能劣化物質はカプセル内に封入されていること
を特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項１２】
前記所定手段とは加圧手段であること
を特徴とする請求項８及び請求項１１のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項１３】
前記所定手段とは加熱手段であること
を特徴とする請求項８及び請求項１１のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項１４】
前記所定手段とは紫外線照射手段であること、
を特徴とする請求項９及び請求項１１のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項１５】
前記所定手段とは電子線照射手段であること、
を特徴とする請求項９及び請求項１１のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項１６】
前記有機半導体の半導体回路部の劣化の開始は、前記密封部材を剥離して行うこと
を特徴とする請求項２及び請求項１０のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項１７】
前記半導体回路部とは、当該半導体回路部に於ける所定の回路部位に対応した範囲の半導体回路部であること
を特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の半導体記憶素子。
【請求項１８】
前記所定回路部位とはデータエリアであること
を特徴とする請求項１７に記載の半導体記憶素子。
【請求項１９】
前記所定回路部位とは管理情報エリアであること
を特徴とする請求項１７に記載の半導体記憶素子。
【請求項２０】
前記所定回路部位とは電源遮断スイッチであること
を特徴とする請求項１７に記載の半導体記憶素子。
【請求項２１】
前記所定回路部位とは暗号化キー記録エリアであること
を特徴とする請求項１７に記載の半導体記憶素子。
【請求項２２】
有機半導体を用いた半導体記憶素子の寿命時間内の動作を開始させる手段を備えた寿命動作開始装置であって、
前記動作を開始させる手段として、前記有機半導体の特性を劣化させるために前記有機半導体の所定の部位に対応して貼り付けてあるシールを剥がすシール剥離手段を備えること
を特徴とする半導体記憶素子の寿命動作開始装置。
【請求項２３】
有機半導体を用いた半導体記憶素子の寿命時間内の動作を開始させる手段を備えた寿命動作開始装置であって、
前記動作を開始させる手段として、前記有機半導体を保護している保護部に亀裂を生じせしめるために、
前記保護部に微細孔を穿つ機械的穿孔手段と、
前記保護部に熱を加える加熱手段と、
前記保護部に圧力を加える加圧手段と、
前記保護部に光を照射する光照射手段と
の少なくとも一つの手段を備えること
を特徴とする半導体記憶素子の寿命動作開始装置。
【請求項２４】
有機半導体を用いた半導体記憶素子の寿命時間内の動作を開始させる手段を備えた寿命動作開始装置であって、
前記動作を開始させる手段として、前記有機半導体に分散している性能劣化物質を活性化させるために、
前記有機半導体の性能劣化物質に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
前記有機半導体の性能劣化物質に電子線を照射する電子線照射手段と
の少なくとも一つの手段を備えること
を特徴とする半導体記憶素子の寿命動作開始装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録されるデータの再生可能な保持期間を限定する所定の寿命を有し、且つその寿命のカウントを所望の時間に開始させることが可能な有機半導体を用いた半導体記憶素子とその寿命動作開始装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造の微細技術の発展により高密度、高集積度の半導体装置が製造され、供給されてきている。特にサブミクロンルールで作成される半導体メモリにおいては、１チップ中に形成される記憶素子数は膨大となり、ビット単価の低下と共に、データ圧縮技術の進展と相俟って長期間の音楽や映像の記録が可能となってきている。更に安価な有機半導体素子を用いることで一層のビット単価の低下が期待される。
【０００３】
このように記録媒体としてコスト的にも利用しやすい半導体メモリにおいて、記録したデータが所定の時間経過後、データの読み出しが不可能となるような利用形態、例えば定期券や、音楽や映像ソフト等のレンタル分野での利用が期待される。
【０００４】
この利用形態に対応した半導体メモリとして、例えば特開平１０−１８９７８０にその技術の一例が開示されている。これによるとゲート絶縁層を例えば二酸化シリコン膜の第一層と、窒可シリコンの第二層と、二酸化シリコン膜の第三層とから構成し、第二層の窒可シリコン膜の原子ＳｉとＮとの構成比を所望のデータ有効時間に対応する構成比としている。この構成により記憶保持の劣化となる浅い電荷ラップを積極的に形成し、電荷蓄積機構に蓄積される電荷量を減少させてデータ保持の寿命を短縮してデータ有効時間を設定しようとするものである。この形態のメモリでは記録データの寿命は、チップ製造時における窒可シリコン膜の原子ＳｉとＮとの構成比を制御することで決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した原子ＳｉとＮとの構成比を製造時に制御して記録データの有効時間を決定するメモリでは、メモリの寿命は製造時に決定されるという問題があった。また、寿命は製造時の時間が基準となり、実際にデータを記録するときに製造時からの経過時間を知ることは困難であるため、記録したデータのその時点からの有効時間を知ることはできず、実際の使用には問題があった。
【０００６】
従って、本発明は記録したデータの寿命、即ち再生可能な有効時間の設定が可能であって、寿命期間内の動作の開始を任意に設定でき、且つ安価で大量の製造に好適な半導体記憶素子及びその寿命動作開始装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１半導体記憶素子は上記課題を解決するために、基板と、前記基板の上に設けられた有機半導体からなる半導体回路部と、前記半導体回路部に隣接して設けられた保護部とを備え、当該保護部は所定手段により前記半導体回路部に達する亀裂が生じる部材で構成する。
【０００８】
本発明の第１半導体記憶素子によれば、有機半導体で半導体回路を形成し、半導体回路を形成する層を保護する保護部が設けられる。保護部は所定の手段により半導体回路を形成する層に達する亀裂を生じさせることができ、その亀裂から大気中の水分や酸素が半導体回路部に浸透、拡散する。有機半導体は水分や酸素によって特性の劣化が起こり、一定時間の経過後は作動しなくなる。従って、一定に時間経過後は記録されているデータの再生が不可能となり、所定寿命時間（本願で「寿命時間」とは、有機半導体が特性劣化物質により劣化が開始し、その時から半導体回路として作動しなくなるまでの時間を言う）を有するメモリ等が構成される。また、その寿命時間は生じさせる亀裂の程度によって設定することが可能である。
【０００９】
本発明の第２半導体記憶素子は上記課題を解決するために、基板と、前記基板の上に設けられた有機半導体からなる半導体回路部と、前記半導体回路部に隣接して設けられ窓部を有する保護部と、前記保護部の窓部を密封する、剥離自在な密封部材とを備えて構成される。
【００１０】
本発明の第２半導体記憶素子によれば、有機半導体で半導体回路を形成し、半導体回路を形成する層を保護する保護部が設けられる。保護部は窓部を有し、その窓部はシール部材で密封されている。シール部材を剥離することで大気中の水分や酸素が半導体回路部に浸透、拡散する。その時から有機半導体は水分や酸素によって特性の劣化が起こり、一定時間の経過後は作動しなくなる。したがって所定寿命時間を有するメモリ等が構成される。
【００１１】
本発明の第３半導体記憶素子は上記課題を解決するために、基板と、前記基板の上に設けられた有機半導体からなる半導体回路部と、前記半導体回路部に隣接して設けられた保護部と、前記保護部に隣接して設けられた、性能劣化物質を含有する性能劣化物質層とを備え、前記保護部は所定手段により前記半導体回路部に達する亀裂が生じる部材で構成される。
【００１２】
本発明の第３半導体記憶素子によれば、有機半導体で半導体回路を形成し、半導体回路を形成する層を保護する保護部が設けられ、更に保護部の上部に有機半導体の性能を劣化させる性能劣化物質を含有する性能劣化物質層が設けられている。所定の手段により保護部を、半導体回路を形成する層に達する亀裂を生じさせることができ、その亀裂から性能劣化物質層に含有する性能劣化物質が半導体回路部に浸透、拡散する。これにより有機半導体は特性の劣化が起こり、一定時間の経過後は作動しなくなる。従って、一定に時間経過後は記録されているデータの再生が不可能となる所定寿命時間を有するメモリ等が構成される。また、その寿命時間は生じさせる亀裂の程度によって設定することが可能である。
【００１３】
本発明の第１又は第３半導体記憶素子の一態様では、前記所定手段とは、機械的穿孔手段である。
【００１４】
この態様によれば、保護部に機械的な手段、例えば針状の手段によって微小な穴があけられる。大気中の水分や酸素等、或いは性能劣化物質層の性能劣化物質を半導体回路部に浸透、拡散させることができる。
【００１５】
本発明の第１又は第３半導体記憶素子の他の態様では、前記所定手段とは、加熱手段である。
【００１６】
この態様によれば、保護部に熱を加えることによって亀裂を生じさせる。大気中の水分や酸素等、或いは性能劣化物質層の性能劣化物質を半導体回路部に浸透、拡散させることができる。
【００１７】
本発明の第１又は第３半導体記憶素子の他の態様では、前記所定手段とは、加圧手段である。
【００１８】
この態様によれば、保護部に圧力を加えることによって亀裂を生じさせる。大気中の水分や酸素等、或いは性能劣化物質層の性能劣化物質を半導体回路部に浸透、拡散させることができる。
【００１９】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定手段とは、光照射手段である。
【００２０】
この態様によれば、保護部に所定波長の光を照射することによって亀裂を生じさせる。大気中の水分や酸素等、或いは性能劣化物質層の性能劣化物質を半導体回路部に浸透、拡散させることができる。
【００２１】
本発明の第４半導体記憶素子は上記課題を解決するために、基板と、前記基板の上に設けられた、性能劣化物質を含有した有機半導体からなる半導体回路部と、前記半導体回路部に隣接して設けられた保護部とを備え、前記性能劣化物質は所定手段により活性化される構成である。
【００２２】
本発明の第４半導体記憶素子によれば、有機半導体で半導体回路を形成し、半導体回路を形成する層を保護する保護部が設けられる。半導体回路部には有機半導体の性能を劣化させる性能劣化物質が分散されていて、トリガーをかける（本願では性能劣化物質の活性化を開始させることを適宜「トリガーをかける」と記す）ことで性能劣化物質が活性化され、有機半導体の劣化が起こり、一定時間の経過後は作動しなくなる。従って、一定に時間経過後は記録されているデータの再生が不可能となる所定寿命時間を有するメモリ等が構成される。また、その寿命時間は性能劣化物質の分散量や活性化させる程度によって設定することが可能である。
【００２３】
本発明の第５半導体記憶素子は上記課題を解決するために、基板と、前記基板の上に設けられた、性能劣化物質を含有した有機半導体からなる半導体回路部と、前記半導体回路部に隣接して設けられた、所定波長の光の照射により光透過性を有する膜とを備え、前記性能劣化物質は所定手段により活性化される構成である。
【００２４】
本発明の第５半導体記憶素子によれば、有機半導体で半導体回路を形成し、半導体回路を形成する層の上部を色素膜層で覆い保護する。半導体回路部には有機半導体を劣化させる性能劣化物質が分散されている。色素膜は所定の波長の光を照射することにより光透過性を有することになり、その後、半導体回路部に分散されている性能劣化物質にトリガーをかけて活性化させることで、有機半導体の劣化が起こり、一定時間の経過後は作動しなくなる。従って、一定に時間経過後は記録されているデータの再生が不可能となる所定寿命時間を有するメモリ等が構成される。また、その寿命時間は性能劣化物質の分散量や活性化させる程度によって設定することが可能である。
【００２５】
本発明の第６半導体記憶素子は上記課題を解決するために、基板と、前記基板の上に設けられた、性能劣化物質を含有した有機半導体からなる半導体回路部と、前記半導体回路部に隣接して設けられ窓部を有する保護部と、前記保護部の窓部を密封する、剥離自在な密封部材とを備える構成である。
【００２６】
本発明の第６半導体記憶素子によれば、有機半導体で半導体回路を形成し、半導体回路を形成する層の上部に保護部を設ける。半導体回路部には有機半導体を劣化させる性能劣化物質が分散されている。保護部は、半導体回路に対応する部位に窓部が設けられていて、その窓部はシール部材で密封されている。シール部材を剥離し、所定の手段によって半導体回路部に分散されている性能劣化物質にトリガーをかけて活性化させることで、有機半導体の劣化が起こり、一定時間の経過後は作動しなくなる。従って、一定に時間経過後は記録されているデータの再生が不可能となる所定寿命時間を有するメモリ等が構成される。また、その寿命時間は性能劣化物質の分散量や活性化させる程度によって設定することが可能である。
【００２７】
本発明の半導体記憶素子の一態様では、前記性能劣化物質はカプセル内に封入されている。
【００２８】
この態様によれば、性能劣化物質はそのまま分散させると当初から劣化を始めるものがあるが、このような性能劣化物質をカプセル内に封入し、劣化を開始する時点でカプセルを破壊することで、有機半導体の劣化が開始させられる。
【００２９】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定手段とは加圧手段である。
【００３０】
この態様によれば、有機半導体の半導体回路部に分散されている性能劣化物質の活性化は、圧力を加えることによって行われる。
【００３１】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定手段とは加熱手段である。
【００３２】
この態様によれば、有機半導体の半導体回路部に分散されている性能劣化物質の活性化は、加熱によって行われる。
【００３３】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定手段とは紫外線照射手段である。
【００３４】
この態様によれば、有機半導体の半導体回路部に分散されている性能劣化物質の活性化は、紫外線を照射することによって行われる。
【００３５】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定手段とは電子線照射手段である。
【００３６】
この態様によれば、有機半導体の半導体回路部に分散されている性能劣化物質の活性化は、電子線を照射することによって行われる。
【００３７】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記有機半導体の半導体回路部の劣化の開始は、前記密封部材を剥離して行う。
【００３８】
この態様によれば、半導体回路部の所定の回路部位に対応して窓部が設けられている保護部を備える場合、その窓部を密封するシールを剥離することで、有機半導体の劣化を開始させる。
【００３９】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記半導体回路部とは、当該半導体回路部に於ける所定の回路部位に対応した範囲の半導体回路部である。
【００４０】
この態様によれば、劣化をさせる半導体回路部において、任意の回路部に対して有機半導体の劣化をさせるようにすることができる。従って回路部全体に対して有機半導体を劣化させるための構成をとる必要はない。
【００４１】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定回路部位とはデータエリアである。
【００４２】
この態様によれば、半導体回路のデータエリアを劣化させることで寿命期間が決定される。
【００４３】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定回路部位とは管理情報エリアである。
【００４４】
この態様によれば、半導体回路の管理情報エリアを劣化させることで寿命期間が決定される。
【００４５】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定回路部位とは電源遮断スイッチである。
【００４６】
この態様によれば、半導体回路の電源遮断スイッチを劣化させることで寿命期間が決定される。
【００４７】
本発明の半導体記憶素子の他の態様では、前記所定回路部位とは暗号化キー記録エリアである。
【００４８】
この態様によれば、半導体回路の暗号化キー記録エリアを劣化させることで寿命期間が決定される。
【００４９】
本発明の半導体記憶素子の第１寿命動作開始装置は上記課題を解決するために、有機半導体を用いた半導体記憶素子の寿命時間内の動作を開始させる手段を備えた寿命動作開始装置であって、前記動作を開始させる手段として、前記有機半導体の特性を劣化させるために前記有機半導体の所定の部位に対応して貼り付けてあるシールを剥がすシール剥離手段を備える。
【００５０】
本発明の半導体記憶素子の第１寿命動作開始装置によれば、有機半導体を覆う保護部に窓部を設け、その窓部がシールによって密封されている場合の寿命時間の開始トリガーは、そのシールを剥離することで行われる。従って寿命動作開始装置はそのシールを剥離するシール剥離手段を備える。データの記録時に、半導体記憶素子を記録装置に装着するときに自動的にシールを剥離する機構を併設することでも構成可能である。
【００５１】
本発明の半導体記憶素子の第２寿命動作開始装置は上記課題を解決するために、有機半導体を用いた半導体記憶素子の寿命時間内の動作を開始させる手段を備えた寿命動作開始装置であって、前記動作を開始させる手段として、前記有機半導体を保護している保護部に亀裂を生じせしめるために、前記保護部に微細孔を穿つ機械的穿孔手段と、前記保護部に熱を加える加熱手段と、前記保護部に圧力を加える加圧手段と、前記保護部に光を照射する光照射手段との少なくとも一つの手段を備える。
【００５２】
本発明の半導体記憶素子の第２寿命動作開始装置によれば、有機半導体を保護している保護部に亀裂を生じせしめて有機半導体の劣化にトリガーをかける手段であって、機械的に微細な穴を開ける機構と、熱を加えて亀裂を生じさせる機構と、圧力を加えて亀裂を生じさせる機構と、光を照射して亀裂を生じさせる機構のいずれか一つ、或いは複数の機構を備える。保護部の形態、性能劣化物質の形態に応じて適用される。また、作用させる時間を制御する機構を備えることで、有機半導体の劣化速度を制御し、寿命時間を定めることができる。また、これらの機構を半導体記憶素子の記録装置に併設し、データ記録時にトリガーをかける構成を取ることも可能である。
【００５３】
本発明の半導体記憶素子の第３寿命動作開始装置は上記課題を解決するために、有機半導体を用いた半導体記憶素子の寿命時間内の動作を開始させる手段を備えた寿命動作開始装置であって、前記動作を開始させる手段として、前記有機半導体に分散している性能劣化物質を活性化させるために、前記有機半導体の性能劣化物質に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記有機半導体の性能劣化物質に電子線を照射する電子線照射手段との少なくとも一つの手段を備える。
【００５４】
本発明の半導体記憶素子の第３寿命動作開始装置によれば、有機半導体に分散している性能劣化物質を活性化させるために、性能劣化物質に紫外線を照射する紫外線照射の機構と、電子線を照射する機構のいずれか一つ、或いは複数の機構を備える。保護部の形態、性能劣化物質の形態に応じて適用され、また、作用させる時間を制御する機構を備えることで、有機半導体の劣化速度を制御し、寿命時間を定めることができる。また、これらの機構を半導体記憶素子の記録装置に併設し、データ記録時にトリガーをかける構成を取ることも可能である。
【００５５】
本発明のこのような作用、及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる半導体記憶素子は、有機半導体を回路の構成に用いたメモリであって、有機半導体が有する特有の性質、例えば水分や酸素、或いは所定の化学物質と反応して、その特性が劣化していく特性を活用し、劣化のトリガーをかけてからメモリとしての機能を保持するある一定期間（本願では適宜「寿命」と記す）、記録されているデータの読み出しを可能とするものである。メモリの寿命期間の開始は任意にスタートが可能であり、また、寿命期間も条件に応じて設定可能である。
【００５７】
このように記録されているデータの再生可能な時間を設定することができ、その時間が経過するとデータの再生が不可能となる形態のメモリであって、例えば有効期限の定まっている定期や、音楽、映像ソフトのレンタルに用いて好適の情報記録媒体である。また、有機物を用いているので、印刷技術を用いて大きなサイズで形成することが可能であり、コストも安価である。
【００５８】
尚、データの再生が不可能となる形態とは、記録データそのものを消去することに限らず、管理情報や暗号化キーを破壊することで結果的に記録されているデータを再生することができない状態にすることも含まれる。
【００５９】
まず、本発明の半導体記憶素子の構成について図１から図６を参照して説明する。ここで図１は本発明に係わる半導体記憶素子の構成の概略を示す図であり、図２は半導体記憶素子の他の構成の概略を示す図であり、図３は比較のために従来の半導体記憶素子の概略を示す図である。また、図４は本発明の半導体記憶素子の第一の素子構成を示す図であり、図５はその第二の素子構成を示す図であり、図６は比較のための従来の素子構成を示す図である。
【００６０】
図１に示すように本発明の半導体記憶素子に係わるメモリ１は、アドレス制御部１０と、保護膜１１と、特性劣化物質層１２と、データ格納エリア１４、１５、１６、１７と、ボンディングパッド１８とを備えて構成される。
【００６１】
アドレス制御部１０は、外部端子から入力された行、列のアドレスに基づいてデータのデータ格納エリア１４、１５、１６、１７における格納位置を指定する。
【００６２】
保護膜１１は、半導体回路を構成する有機半導体層を保護するために設けられた膜であり、空気中の水分や、化学分子、或は光等が有機半導体層に進入することを防止する。また、この保護膜１１を破壊し、所定の手段を施すことで有機半導体層の劣化を開始させ、寿命期間の動作へ移行する。
【００６３】
特性劣化物質層１２は、有機半導体の特性を劣化させる物質を含んでいて、この物質が有機半導体層内部に拡散することで、有機半導体層を劣化させ、寿命が決められる。拡散させる前は保護膜１１によって有機半導体層と接触することが防止されている。前述したようにこの保護膜１１を破壊することで特性劣化物質は有機半導体層内部に拡散する。
【００６４】
尚、有機半導体層を劣化させる方法、構成は、これに限ることはなく、種々の形態について後段で詳細に説明する。
【００６５】
データ格納エリア１４、１５、１６、１７は、データを格納するエリアであって、夫々のエリア毎にデータ有効時間を設定することが可能である。単一のエリアであっても良く、更に多くのエリアに分割されていてもよいことは当然である。また、保護膜１１は各データ格納エリアに対応して個別に分離して設けても良い。これにより各データ格納エリアに個別の寿命を持たせることが可能となる。
【００６６】
ボンディングパッド１８は、外部回路と電気的接続を行うための接続端子である。電源、データの入出力、データアドレス、記録再生信号、その他メモリ１の制御信号等に対応する端子が備わる。
【００６７】
次に、図２に示すように本発明の半導体記憶素子に係わるメモリ２は、アドレス制御部１０と、保護膜１１と、特性劣化物質層１２と、電源供給スイッチ１３と、データ格納エリア１４、１５、１６と、ボンディングパッド１８と、暗号化キー格納エリア１９と、暗号化回路２０を備えて構成される。
【００６８】
ここで、アドレス制御部１０、保護膜１１、特性劣化物質層１２、データ格納エリア１４、１５、１６、ボンディングパッド１８の構成とその動作、作用は上述したメモリ１に係わる説明と同一であり、ここでの再度の説明は省略する。
【００６９】
メモリ２は記録するデータを暗号化する手段と、その暗号化キーを格納する手段と、各データ格納エリアと暗号化キーを格納するエリアに対して夫々電源供給を制御するスイッチを備える。この電源供給スイッチ１３、暗号化キー格納エリア１９を形成する有機半導体を劣化することで、寿命時間内のデータ再生動作を設定することができる。
【００７０】
電源供給スイッチ１３は、例えばデータ格納エリア１４、１５、１６、暗号化キー格納エリア１９に夫々個別に設けられていて、その上部に保護膜１１、更に保護膜１１に隣接して特性劣化物質層１２が設けられている。所望のエリアに対応する電源供給スイッチ１３の上部の保護膜１１を破壊することで、特性劣化物質層１２の特性劣化物質が所望の電源供給スイッチ１３を形成する有機半導体に拡散し、所定の寿命で電源供給スイッチ１３の作動が終了する。結果的にその電源供給スイッチ１３が対応するエリアのデータの読み出しが不可能となる。揮発性メモリではデータも消去されることになる。
【００７１】
暗号化キー格納エリア１９は、記録するデータを暗号化するための暗号化キーを格納するエリアであって、暗号化されたデータを復号化する場合にも用いられる。データの秘匿性を確保できると共に、データの有効時間が経過し、データの再生を不可能にする場合には、この暗号化キーを消去することでデータの復元を不可能にし、結果的にデータの再生を不可能にする。
【００７２】
暗号化回路２０は、記録されるべきデータを暗号化キーに基づいて暗号化するための回路である。また、再生するときの復号化の回路を含めても良く、または暗号化されたデータと暗号化キーを読み出し、外部の装置、例えばパソコン等で復号化を行うようにしても良い。
【００７３】
尚、メモリ１、２において特性劣化物質層１２を設ける替わりに有機半導体に特性劣化物質を分散させておき、所定の方法でこれを活性化させるようにしても良い。
【００７４】
図３は、本発明のメモリ１、２と比較するために、従来のメモリ３の構成を示した図であって、保護膜１１と、特性劣化物質層１２を備えておらず、メモリの寿命、即ち記録されたデータの再生有効時間に関しての技術的な思想を有していない。
【００７５】
次に、本発明の半導体記憶素子を形成する有機半導体素子の構成について説明する。
【００７６】
まず、図４は第一の素子構成であって、基板２１上にゲート２２、絶縁物２３、ソース２４、ドレイン２５、その外側に有機物半導体２６の半導体層があり、有機物半導体２６には特性劣化物質２７が分散している。この特性劣化物質２７は特性劣化物質の活性化の形態によって、そのままで分散されるものとマイクロカプセルに封入されて分散されるものがある。特性劣化物質２７が有機物半導体２６中で活性化することで有機物半導体２６の劣化が開始され、所定時間経過後、メモリとしての動作は停止する。
【００７７】
次に、図５に示すように第二の素子構成は、基板２１上にゲート２２、絶縁物２３、ソース２４、ドレイン２５、その外側に有機物半導体２６の半導体層と、有機物半導体２６の外側に保護部２８、保護部２８の上部に特性劣化物質層２９がある。特性劣化物質層２９には特性劣化物質２７が含まれていて保護部２８が破壊されると、特性劣化物質２７が有機物半導体２６に拡散することで、有機物半導体２６の劣化が開始され、所定時間経過後、メモリとしての動作は停止する。
【００７８】
図６は、従来からある素子構成であって、基板２１上にゲート２２、絶縁物２３、ソース２４、ドレイン２５、その外側に有機物半導体２６がある。有機物半導体２６は水分や酸素などによる劣化が知られている。従ってこの構成のままで有機物半導体２６が外気に接触しないように保護膜等で隔離し、この保護膜を破壊することで寿命時間内の動作をさせることが可能となる。特に素子の構成そのものに工夫を加えることはなく、従来の素子構成を用いることが可能である。
【００７９】
（本発明の半導体記憶素子に係わる第一実施形態）
図７（ａ）に示すように本実施形態例は、基板２１の上に有機物半導体回路部３１とそれに隣接して保護膜３２が設けられている。この保護膜３２を、図７（ｂ）に示すように、例えば熱、圧力、光等を照射して保護膜３２に亀裂３２ａを生じさせる。この亀裂３２ａを通して大気中の水分や酸素が有機物半導体回路部３１に侵入、拡散し、有機物半導体回路部３１の性能を劣化させる。有機物半導体回路部３１の性能の劣化が進行して、所定時間後に記録されているデータの再生が不可能となる。
【００８０】
（本発明の半導体記憶素子に係わる第二実施形態）
図８（ａ）に示すように本実施形態例は、基板２１の上に有機物半導体回路部３１とそれに隣接して保護膜３２が設けられている。この保護膜３２は有機物半導体回路部３１の所定部位が開口していて、その上にシール３３が密封して設けられている。図８（ｂ）に示すように、このシール３３を剥離することで大気中の水分や酸素が有機物半導体回路部３１に侵入、拡散し、有機物半導体回路部３１の性能を劣化させる。有機物半導体回路部３１の性能の劣化が進行して、所定時間後に記録されているデータの再生が不可能となる。
【００８１】
（本発明の半導体記憶素子に係わる第三実施形態）
図９（ａ）に示すように本実施形態例は、基板２１の上に有機物半導体回路部３１とそれに隣接して保護膜３２、保護膜３２に隣接して性能劣化物質２７を含んだ性能劣化物質層２９が設けられている。この保護膜３２を、図９（ｂ）に示すように、例えば熱、圧力、光等を照射して保護膜３２に亀裂３２ａを生じさせ、この亀裂３２ａを通して性能劣化物質層２９内の性能劣化物質２７が有機物半導体回路部３１に侵入、拡散し、有機物半導体回路部３１の性能を劣化させる。有機物半導体回路部３１の性能の劣化が進行して、所定時間後に記録されているデータの再生が不可能となる。
【００８２】
（本発明の半導体記憶素子に係わる第四実施形態）
図１０（ａ）に示すように本実施形態例は、基板２１の上に有機物半導体回路部３１とそれに隣接して保護膜３２が設けられ、更に有機物半導体回路部３１中に特性劣化物質２７が分散されている。この保護膜３２の上から、図１０（ｂ）に示すように、例えば熱、圧力等を照射して特性劣化物質２７を活性化させることで、有機物半導体回路部３１の性能を劣化させる。有機物半導体回路部３１の性能の劣化が進行して、所定時間後に記録されているデータの再生が不可能となる。
【００８３】
尚、図１０（ｃ）に示すようにそのままの状態で活性化する特性劣化物質２７については、これをマイクロカプセル３５に封入し、使用時にこのマイクロカプセル３５を破壊して使用する形態がある。マイクロカプセル３５の導入について以下に詳述する。
【００８４】
ここで、時限物質（ここでは特性劣化物質に相当する）とその活性化について説明する。本発明に係わる半導体記憶素子は、予め有機半導体を構成するセルの中に、時限物質を混在させ、所定のトリガーをかけることによってこの時限物質を活性化させ、その活性種により有機半導体を劣化させることで、有限の寿命を意図的に得ている。トリガーとして、例えば感圧、感熱、感光等がある。
【００８５】
さて、時限物質として、そのまま混在させると、当初から劣化が始まるものと、トリガーがかかるまでは有機半導体にとって無害なものとがある。
【００８６】
当初から劣化が始まるものでは、ゼラチン、ホルマリン樹脂系、ポリウレタン系統でできたマイクロカプセルの中に、紫外線によりラジカルが発生するような、ケトン基やアゾ基を有する所謂光重合開始材や、過酸化ベンゾイル等を封入したものがある。これらは上述したトリガーによりマイクロカプセルから外部に出て、紫外線照射により活性化する。また、マイクロカプセルに水分を入れておくことで、トリガーによりマイクロカプセルから出た水分が有機半導体を劣化させる。また、マイクロカプセルにアゾ化合物を入れておき、加熱によりアゾ化合物が分解し、窒素または窒素酸化物をガスとして発生し、物理的に有機半導体層にクラックを発生されて有機半導体を劣化させる方法もある。
【００８７】
一方、トリガーがかかるまでは有機半導体にとって無害なものでは、キノリン、チアゾール、ピリジン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール等の複素環を持つシアニン、イソシアニン、プソイドシアニン等の所謂シアニン色素がある。これらは吸収波長の光が照射されない限り安定であるが、吸収波長の光照射によって分子鎖が切れ、ラジカルが発生する。このラジカルにより有機半導体を劣化させる。
【００８８】
以上説明したように、特性劣化物質の種類によって、図１０（ｃ）に示すように、そのままで、或いはマイクロカプセルに封入して用いる。尚、以下に説明する実施形態においても、上述した特性劣化物質の種類による処理の扱いは同様である。
【００８９】
（本発明の半導体記憶素子に係わる第五実施形態）
図１１（ａ）に示すように本実施形態例は、基板２１の上に有機物半導体回路部３１とそれに隣接して色素膜層３６が設けられ、更に有機物半導体回路部３１中に特性劣化物質２７が分散されている。この色素膜層３６の上から、所定の波長の光を照射しその部分の色素膜層３６に広い光透過性を持たせる。次に図１１（ｂ）に示すように紫外線を照射して特性劣化物質２７を活性化させることで、有機物半導体回路部３１の性能を劣化させる。有機物半導体回路部３１の性能の劣化が進行して、所定時間後に記録されているデータの再生が不可能となる。
【００９０】
（本発明の半導体記憶素子に係わる第六実施形態）
図１２（ａ）に示すように本実施形態例は、基板２１の上に有機物半導体回路部３１とそれに隣接して保護膜３２が設けられ、更に有機物半導体回路部３１中に特性劣化物質２７が分散されている。保護膜３２は有機物半導体回路の所定の部位に対応した位置が開口していて、その開口部はシール３３で密封されている。次に次に図１２（ｂ）に示すようにシール３３を剥離した後、紫外線を照射して特性劣化物質２７を活性化させることで、有機物半導体回路部３１の性能を劣化させる。有機物半導体回路部３１の性能の劣化が進行して、所定時間後に記録されているデータの再生が不可能となる。尚、開口部は透明な部材で充填されていても良い。
【００９１】
（本発明の半導体記憶素子のカード形態例）
次に、図１３から図１５を参照して、本発明に係わる半導体記憶素子をカード形態に構成した例について説明する。有機半導体は印刷技術を用いて作成することが可能であり、カードのような比較的大きなサイズのメモリが安価に製造可能である。
【００９２】
メモリカード５は図１３に示すように、カード状のパッケージ４１内に半導体チップ４３が封入され、パッケージ４１の一端部に外部装置と電気的接続をとるための電極４２が設けられている。また電極４２には、例えば図１に示すメモリ１のボンディングパッド１８が接続され半導体チップ４３との電気的接続がとられる。
【００９３】
メモリカード５に用いられる半導体チップ４３は、図７及び図１０に示す形態の有機半導体であって、保護膜３２に半導体チップ４３の上部から加熱、加圧、光照射等によって亀裂３２ａを生じさせ、大気中の水分や酸素を有機半導体からなる半導体回路部３１に拡散させて、有機半導体の劣化を進行させ、寿命時間内での記録データの再生を可能とする。
【００９４】
メモリカード６は図１４に示すように、カード状のパッケージ４１内に半導体チップ４３が封入され、パッケージ４１の一端部に外部装置と電気的接続をとるための電極４２が設けられている。また電極４２には、例えば図１に示すメモリ１のボンディングパッド１８が接続され半導体チップ４３との電気的接続がとられる。半導体チップ４３の上部は色素膜層３６で覆われる。
【００９５】
メモリカード６に用いられる半導体チップ４３は、図１１に示す形態の有機半導体であって、色素膜層３６に所定波長の光を照射してから、半導体回路部３１に分散している特性劣化物質２７を活性化させるために紫外線を照射して有機半導体の劣化を進行させ、寿命時間内での記録データの再生を可能とする。
【００９６】
メモリカード７は図１５に示すように、カード状のパッケージ４１内に半導体チップ４３が封入され、パッケージ４１の一端部に外部装置と電気的接続をとるための電極４２が設けられている。また電極４２には、例えば図１に示すメモリ１のボンディングパッド１８が接続され半導体チップ４３との電気的接続がとられる。半導体チップ４３の上部は開口部が設けられていて、シール３３によって密封されている。シール３３の先端部は剥離が容易となるように耳部３３ａが設けられている。
【００９７】
メモリカード７に用いられる半導体チップ４３は、図８及び図１２に示す形態の有機半導体である。図８に示す有機半導体の場合、シール３３を剥離することによって、大気中の水分や酸素が半導体回路部３１中に拡散し、有機半導体の劣化を進行させ、寿命時間内での記録データの再生を可能とする。
【００９８】
また、図１２に示す有機半導体の場合、シール３３を剥離した後、半導体回路部３１に分散している特性劣化物質２７を活性化させるために紫外線を照射して有機半導体の劣化を進行させ、寿命時間内での記録データの再生を可能とする。大気中の水分や酸素の影響を避けるために、開口部は光透過性の部材でカバーしておいても良い。特に紫外線の照射量によって劣化速度を制御し、寿命時間をコントロールする形態では有効である。
【００９９】
その他に、図９に示す有機半導体を用いてカード形態に形成することができることも当然である。この場合も保護膜３２に加熱、加圧、光照射等によって亀裂３２ａを生じさせ、特性劣化物質層２９中の特性劣化物質２７を半導体回路部３１に拡散させて、有機半導体の劣化を進行させ、寿命時間内での記録データの再生を可能とする。
【０１００】
（本発明の半導体記憶素子の寿命動作開始装置）
本発明の半導体記憶素子の寿命動作開始装置の実施形態について図１６を参照して説明する。本実施形態は上述したメモリカードの寿命時間の開始トリガーを与えると共に、データを記録再生することが可能な装置である。
【０１０１】
寿命動作開始装置８は、例えば図７、図９、図１１に示すような光学的に特性劣化を引き起こす有機半導体に対する装置であって、図１６に示すように、操作部５１と、光源５２と、電極５３と、制御部５４と、光源駆動部５５と、データ記録再生部５６とを備えて構成される。
【０１０２】
操作部５１は、寿命動作開始装置８の操作指示を入力し、光源５２はメモリカード６の半導体チップ４３に光を照射して有機半導体部に特性劣化物質２７を拡散し、或いは活性化させる。電極５３はメモリカード６の電極４２とコンタクトし、電源供給、記録再生制御信号、データの入出力を行う。制御部５４は装置全体の動作制御を行い、光源駆動部５５は制御部５４の支持のもと光源５２を点灯する。また、データ記録再生部５６はメモリカード６にデータを書き込み、或いはデータを読み出す。その他、装置として必要な汎用の機能、例えば表示装置等が設けられている。
【０１０３】
メモリカード６は光源５２からの光が照射されることで劣化が開始され、寿命時間内でのデータの再生が可能になる。例えば音楽や映像ソフトのレンタルにおいて、データを記録する際にレンタル料金に応じて光の照射時間を制御し、寿命時間の設定をすることが可能になる。
【０１０４】
尚、上述した構成に限らず、図８及び図１２に示すシールで密封している形態のメモリカードではシールを剥離する構造を備えること、或いは図１０に示す加熱、加圧の必要な形態のメモリカードでは加熱手段、加圧手段を備える必要のあることは当然である。
【０１０５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う半導体記憶素子及びその寿命動作開始装置もまた本発明の技術思想に含まれるものである。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の半導体記憶素子及びその寿命動作開始装置によれば、記録したデータの再生時間、即ち再生可能な寿命時間の開始時を自由に設定することが可能であり、またその寿命時間も任意に設定することができる。また、このような半導体記憶素子を有半導体を用いて構成するので安価で大量の製造に好適な半導体記憶素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる半導体記憶素子の構成の概略を示す図である。
【図２】本発明に係わる半導体記憶素子の他の構成の概略を示す図である。
【図３】従来の半導体記憶素子の概略を示す図である。
【図４】本発明の半導体記憶素子の第一の素子構成を示す図である。
【図５】本発明の半導体記憶素子の第二の素子構成を示す図である。
【図６】従来の半導体記憶素子の素子構成を示す図である。
【図７】本発明の半導体記憶素子の第一の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の半導体記憶素子の第二の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の半導体記憶素子の第三の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の半導体記憶素子の第四の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の半導体記憶素子の第五の実施形態を示す図である。
【図１２】本発明の半導体記憶素子の第六の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の半導体記憶素子をカード形状に構成した第一の例を示す図である。
【図１４】本発明の半導体記憶素子をカード形状に構成した第二の例を示す図である。
【図１５】本発明の半導体記憶素子をカード形状に構成した第三の例を示す図である。
【図１６】カード形状に構成した本発明の半導体記憶素子に対する寿命動作開始装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１、２・・・メモリ
５、６、７・・・メモリカード
８・・・寿命動作開始装置
１０・・・アドレス制御部
１１、２８、３２・・・保護膜
１２、２９・・・特性劣化物質層
１３・・・電源供給ＳＷ
１４、１５、１６、１７・・・データ格納エリア
１８・・・ボンディングパッド
１９・・・暗号化キー格納エリア
２０・・・暗号化回路
２１・・・基板
２２・・・ゲート
２３・・・絶縁物
２４・・・ソース
２５・・・ドレイン
２６・・・有機物半導体
２７・・・特性劣化物質
３１・・・有機物半導体回路部
３２ａ・・・亀裂
３３・・・シール
３５・・・マイクロカプセル
３６・・・色素膜層
４１・・・パッケージ
４２・・・電極
４３・・・半導体チップ
５１・・・操作部
５２・・・光源
５３・・・電極
５４・・・制御部
５５・・・光源駆動部
５６・・・データ記録再生部
【図１】
2004006540.tif 000003
【図２】
2004006540.tif 000004
【図３】
2004006540.tif 000005
【図４】
2004006540.tif 000006
【図５】
2004006540.tif 000007
【図６】
2004006540.tif 000008
【図７】
2004006540.tif 000009
【図８】
2004006540.tif 000010
【図９】
2004006540.tif 000011
【図１０】
2004006540.tif 000012
【図１１】
2004006540.tif 000013
【図１２】
2004006540.tif 000014
【図１３】
2004006540.tif 000015
【図１４】
2004006540.tif 000016
【図１５】
2004006540.tif 000017
【図１６】
2004006540.tif 000018