JP2004509458A - 有機データメモリ、有機データメモリによるｉｄタグ（ｒｆｉｄタグ）、および有機データメモリの使用法 - Google Patents

Abstract

本発明は有機材料をベースとしたメモリに関する。これは有機集積回路（プラスティック集積回路）と組み合わせて用いられる。本発明は特にＲＦＩＤタグ（無線周波数ＩＤタグ）として用いられるメモリと、メモリ書き込みのための方法とに関する。

Description

【０００１】
本発明は有機材料をベースとしたデータメモリに関する。これは有機集積回路（プラスティック集積回路）と組み合わせて用いられる。本発明は特にＲＦＩＤタグ（無線周波数ＩＤタグ）として用いられるメモリと、メモリ書き込みのための方法とに関する。
【０００２】
有機電界効果トランジスタＯＦＥＴをベースとした有機集積回路は、マイクロエレクトロニクス技術による非接触で読み出し可能なＩＤタグまたは製品タグなどの大量生産品および使い捨て品の生産のために用いられる。ここではシリコン技術の良好な駆動特性は放棄されているが、その変わりにきわめて低い製造コストと機械的なフレキシビリティとが保証されている。例えば電子コード（バーコード）などが典型的なワンウェイ製品である。
【０００３】
こうした集積回路は例えば国際特許公開第００／３０４３２号明細書から公知であるが、これまではＩＤ識別タグおよび／またはローコストＩＰＣにおける情報記憶の課題を満足するものではなかった。
【０００４】
半導体技術の手段はこうした大量生産品の要求に対してはクォリティが不釣り合いに高く、高価すぎる。
【０００５】
したがって本発明の課題は、マイクロエレクトロニクス技術での大量生産品および使い捨て品の生産のために有機材料をベースとした有機データメモリを提供することである。
【０００６】
本発明の対象となるのは、有機材料をベースとしたデータメモリである。また本発明の対象となるのは有機材料をベースとし、有機電界効果トランジスタおよび有機データメモリを有するＩＤマーク（ＲＦＩＤタグ）である。さらにデータメモリの使用方法も本発明の対象となっている。さらに本発明の対象となるのは、有機材料をベースとした集積回路で、トランジスタ回路を省略するか、トランジスタ回路を１つまたは複数の導体路のマニピュレーションにより非導通状態とするか、および／または導通状態または非導通状態の単純な導体路を設ける有機データメモリの書き込み方法である。
【０００７】
“有機材料”という概念はここでは有機プラスティック、有機金属プラスティックおよび／または無機プラスティックなど、例えば英語で“ｐｌａｓｔｉｃｓ”と称されるもの全てを含む。つまりこれは一般的なダイオードを形成する半導体（ゲルマニウム、シリコン）と典型的な金属導体とを除く全ての物質である。したがってここでは有機材料を炭素を含む材料としての学術的意味には限定せず、例えばシリコンという語のような広義での使用を意図する。さらにこの語は分子の大きさについても何ら限定をもたらすものではなく、ポリマーおよび／またはオリゴマーのほか、小さな分子の使用も可能である。
【０００８】
有利には有機データメモリは１度だけ書き込み可能である。
【０００９】
本発明の有利な実施形態によれば、有機データメモリはトランジスタ回路を有しており、このトランジスタ回路は回路の基本方式として読み出し専用メモリに相応する半導体技術から製造される。
【００１０】
この種のデータメモリの書き込みは、相応の位置のトランジスタまたはそのゲートを省略するかおよび／またはトランジスタのゲート酸化物の厚さを異ならせるマスクプログラミングにより行う。これによりトランジスタは導通状態または非導通状態におかれる。
【００１１】
書き込みはいわゆる“フューズリンク”（ｆｕｓａｂｌｅ ｌｉｎｋ）、すなわち電流を遮断できる導体路を介して行ってもよい。“フューズリンク”は導電性の有機材料、例えばＰＡＮＩ、ＰＥＤＯＴまたはＰＯＬＹＰＹＲＲＯＬＥから成る薄い導体路である。
【００１２】
さらに導通状態の導体路と非導通状態の導体路とがトランジスタ回路内に設けられる。例えば各ビットごとに１つずつ導体路が設けられ、閉成された（導通状態の）導体路では論理０に相応し、開放された（非導通状態の）導体路では論理１に相応する。
【００１３】
特に偽造防止の確実性の高いバリエーションとして、少なくとも１つのデータビット、有利には各データビットに対して２つの導体路を設ける。書き込み時にはこれらの導体路のうち一方が非導通状態におかれる。どちらの導体路が非導通状態に置かれるかに応じて、ビットには１または０が書き込まれる。２つの導体路を使用することにより後からの変更は不可能となる。
【００１４】
有機材料をベースとするデータメモリへの書き込みを行う別の手段として、ゲート酸化物の誘電定数を変更することが挙げられる。この場合ゲートと半導体とのあいだの絶縁層が例えば光の照射により変更され、ゲートが導通されるかまたは絶縁されるように誘電定数が変更される（高い導電率または低い導電率が得られる）。
【００１５】
有機材料をベースとするデータメモリをトランジスタ回路を備えた形態で構成する別の手段として、導通状態または非導通状態の単純な導体路によりデータメモリを構成するバリエーションが挙げられる。ここで記憶された情報を取得するためにその抵抗値が読み出される。この場合例えばステータス“導通状態”は論理０に相応し、ステータス“非導通状態”は論理１に相応する。読み出しは例えばトランジスタを用いて行われる。
【００１６】
有利にはデータメモリは１度だけ書き込み可能であるが、これは１つまたは複数の導体路のマニピュレーションによるとは限らない。ここでは次のようなメモリ書き込みプロセスが使用される。
【００１７】
ａ）レーザー光照射および／または意図的に行われる加熱により導体路を破壊し、これにより非導通状態にする。
【００１８】
ｂ）化学的処理、例えば塩基／酸ステンペル（Ｂａｓｅ／Ｓａｅｕｒｅｓｔｅｍｐｅｌ）により導電性の領域を非導通状態とするかまたは導通状態とする。
【００１９】
ｃ）機械的処理、例えば導体路をニードルで分離する。
【００２０】
ｄ）電圧を用いて単純な導体路および／またはトランジスタの導体路を局所的な短絡および／または加熱によるオーバーヒートで破壊する。
【００２１】
ｅ）マスクの製造時および／または印刷時に構造体を除去することにより導体路を分離または閉鎖する。
【００２２】
ｆ）誘電定数をレーザ光照射により変更する。
【００２３】
上述のプロセスステップによりメモリは１度だけ書き込み可能となる。この書き込みはタグまたは製品の製造時に行われるか、または電子回路の実装時に行われる。ここでタグまたは製品とはメモリ内容を含む多数のタグを備えた盗難防止タグや電子バーコードなどであり、電子回路とは荷札、電子切手、電子チケットなどである。
【００２４】
有機材料は分析プロセスによれば相互のばらつきがほとんどないので、相応のコードはエラー耐性の高いものになる。
【００２５】
同時にこうした技術は例えば相応の使用済みバーコードまたは使用済み電子チケットを意図的に再使用不能にするために用いられる。これは使用済みであることを表す所定のビット配列をチケットの無効化時または精算時に意図的に印刻するか、またはメモリを読み出し不能とすることにより行われる。
【００２６】
本発明のメモリは
ａ）プラスティック集積回路、すなわち有機材料をベースとする回路
ｂ）例えば電子バーコード、電子チケット、盗難防止タグ、製品情報タグなどのＩＤ識別システム（ＩＤタグ、ＲＦＩＤタグ）
ｃ）センサ
ｄ）集積電子回路を備えた有機ディスプレイ
などのシステムと組み合わせて用いられる。
【００２７】
以下に本発明の有利な実施例を示す２つの図を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１にはメモリマトリクスの種々の実施例が示されている。図２にはゲート酸化物の種々の厚さの実施例が示されている。
【００２８】
図１にはメモリマトリクスの４つの実施例の基本回路図が示されている。
【００２９】
回路ａには集積回路の相応のトランジスタを省略することによって行われるプログラミングが示されている。回路ｂにはいわゆる“フューズリンク”が示されており、幾つかの導体路は電流の急上昇および／またはレーザ照射その他の手段で遮断される（中央のフィールドを参照）。回路ｃには導体路ひいてはトランジスタの接続状態または遮断状態でのマスクプログラミングが示されている。回路ｄには異なるゲート厚さで導通状態または非導通状態を発生させる実施例が示されている。
【００３０】
水平線１および垂直線２は回路の電気線路を表している。ポイント３で示されているのは、交差している２つの導体路が電気的に接触している個所である。回路図の記号７は電界効果トランジスタであり、３つの端子としてソース、ドレインおよびゲートが見て取れる。“Ｔ字形”の部分４は回路の個々のトランジスタのアース端子である。
【００３１】
図の回路ｂのセクションには２つのジグザグ状の導体路６が示されている。これは薄い導体路および／または容易に遮断可能な保護部を備えた導体路である。
【００３２】
図の回路ｂのセクション中央に示されているポイント３への電気線路は、位置５で例えば短絡またはレーザー照射により遮断されている。
【００３３】
図の回路ｄのセクションでは中央のトランジスタは厚いゲート酸化物を有しており、これによりトランジスタの電流チャネルが非導通状態におかれる。
【００３４】
図２には種々の厚さのゲート酸化物を有するトランジスタの断面図が示されている。図示されていない支持体上に第１の半導体層１２と絶縁層１３ａ、１３ｂとが存在している。絶縁層１３ａを有する回路ａのケースではアイソレータは電流チャネルを導通状態にするゲート電圧を形成できない厚さを有している。回路ｂのケースでは、アイソレータは電流路を導通できるよう充分に薄く構成されている。これに応じて回路ａのケースでは阻止形のトランジスタが得られ、回路ｂのケースでは導通形のトランジスタが得られる。
【００３５】
特に偽造防止を目的とした有機メモリのバージョンは２重の導体路を接続することにより実現される。この場合には第２の導体路は第１の導体路に対して相補的な情報を有し、第１の導体路が導通状態（ビット１）となると、第２の導体路は非導通状態（ビット０）となる。これによりメモリ情報を後から変更することはできなくなる。
【００３６】
本発明によれば、有機材料をベースとする集積回路に情報を記憶させることができる。例えばこれを特に盗難防止用のＲＦＩＤタグ、電子チケットや荷札などとして経済的に使用することができる。従来いわゆるプラスティック回路用のデータメモリは存在していなかったものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
メモリマトリクスの種々の実施例を示す図である。
【図２】
ゲート酸化物の種々の厚さの実施例を示す図である。

Claims (19)

1. 有機材料をベースとしたことを特徴とするデータメモリ。
2. １度だけ書き込み可能である、請求項１記載のデータメモリ。
3. トランジスタ回路を有する、請求項１または２記載のデータメモリ。
4. 少なくとも１つずつの記憶すべきデータビットに対して２つの導体路を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載のデータメモリ。
5. 有機材料をベースとした集積回路で、トランジスタ回路を省略するか、トランジスタ回路を１つまたは複数の導体路のマニピュレーションにより非導通状態とするか、および／または導通状態または非導通状態の単純な導体路を設ける
   ことを特徴とする有機データメモリの書き込み方法。
6. 相応の位置のトランジスタまたはそのゲートを省略するかおよび／またはトランジスタのゲート酸化物の誘電定数を異ならせるマスクプログラミングを行う、請求項５記載の方法。
7. “フューズリンク”を介して書き込みを行う、請求項５または６記載の方法。
8. レーザー照射および／または意図的に行われる加熱により導体路を破壊して非導通状態にする、請求項５から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 化学的処理、例えば塩基／酸ステンペル（Ｂａｓｅ／Ｓａｅｕｒｅｓｔｅｍｐｅｌ）により導通していた領域を非導通状態とするかまたは遮断されていた領域を導通状態とする、請求項５から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 機械的処理により単純な導体路またはトランジスタの導体路を操作する、請求項５から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 電圧を用いて単純な導体路および／またはトランジスタの導体路を局所的な短絡および／または加熱により破壊する、請求項５から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. マスクの製造時および／または印刷時に構造体を除去することにより導体路を分離または閉鎖する、請求項５から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 所定のビット配列を意図的に印刻するか、または意図的に読み出し不能とするために用いる、請求項５から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. ゲート酸化物の誘電定数をレーザ照射により変更する、請求項６記載の方法。
15. 有機材料をベースとし、有機電界効果トランジスタおよび有機データメモリを有することを特徴とするＩＤマーク。
16. 有機材料をベースとするデータメモリをプラスティック集積回路（ｐｌａｓｔｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）に使用することを特徴とするデータメモリの使用方法。
17. 有機材料をベースとするデータメモリをＩＤ識別システム（ＩＤ識別タグ）、ＲＦＩＤ識別システム（無線周波数ＩＤタグ）に使用することを特徴とするデータメモリの使用方法。
18. 有機材料をベースとするデータメモリをセンサに使用することを特徴とするデータメモリの使用方法。
19. 有機材料をベースとするデータメモリを集積電子回路を備えた有機ディスプレイに使用することを特徴とするデータメモリの使用方法。