(57)【要約】【課題】応答速度に優れ、低電圧駆動を可能にする電界効果トランジスタを提供する。【解決手段】電界効果トランジスタ１０は、ゲート電極１、ソース電極３及びドレイン電極４と、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル領域としての半導体層５とを備える。半導体層は、ジチオカルバミン酸イオンの誘導体を配位子とした配位高分子や強誘電性配位高分子を含む。本発明はまた、かかる強誘電性配位高分子を含む半導体層を備えた電界効果トランジスタ、を含むメモリ素子２０に関する。【選択図】図８
2014160765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極と、
ソース電極とドレイン電極との間のチャネル領域としての半導体層とを備え、
半導体層は、ジチオカルバミン酸イオンの誘導体を配位子とした配位高分子を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項２】
ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極と、
ソース電極とドレイン電極との間のチャネル領域としての半導体層とを備え、
半導体層は、強誘電性配位高分子を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項３】
前記配位高分子は、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択された金属のイオンを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項４】
前記配位高分子は、金属イオンを架橋するハロゲン化物イオンを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項５】
前記金属イオンは銅一価イオンを含み、前記ハロゲン化物イオンは臭素イオンを含むことを特徴とする、請求項４に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項６】
前記配位高分子は、アモルファスシリコンより高い電界効果移動度を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項７】
前記配位高分子は、強誘電性を示すことを特徴とする、請求項１に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項８】
強誘電性配位高分子を含む半導体層を備えた請求項１〜６のいずれか１項に記載の電界効果トランジスタ、を含むメモリ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果トランジスタ、特に配位高分子を用いた電界効果トランジスタ、及びそれを含むメモリ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機半導体材料を用いた電界効果トランジスタ（有機電界効果トランジスタ：ＯＦＥＴ）が、低温で大面積基板上に低コストで製造可能であること、インクジェットやナノプリントなどの印刷技術を適用することでフレキシブル基板上に製造可能であること、などを理由として注目されている。例えば有機ＥＬの分野では、駆動回路としてＯＦＥＴが用いられている。
【０００３】
しかし、有機半導体材料は、シリコンなど従来のトランジスタに用いられてきた無機半導体材料に比べて、トランジスタの応答速度の指標となるキャリア移動度が小さい。そこで、高いキャリア移動度を有する有機半導体材料についての研究が盛んに行われている。そして、例えばペンタセンやルブレンといった低分子材料の単結晶が、有機半導体材料として優れたキャリア移動度を有することが知られている。低分子材料の成膜には、真空蒸着法などの乾式法が適している。
【０００４】
一方、高分子材料の成膜には、上記の乾式法を用いることができるだけでなく、インクジェットやスピンコートなどの湿式法が適しており、トランジスタを容易にかつ低コストで製造できるという利点がある。
【０００５】
例えば非特許文献１では、電界効果トランジスタ構造のチャネル領域として、配位高分子の単結晶からなる半導体層を用いる技術が開示されている。この「配位高分子」は、金属イオンの周囲に有機配位子が結合した金属錯体が繋がった無機・有機複合材料であり、有機高分子材料と同様に、配位高分子の成膜には乾式法を用いることができるだけでなく、湿式法が適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１２−１１７８６０号
【特許文献２】特開２００７−２３０８８０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】S. Takaishi, et al., Chemistry European Journal., 2008, 14, 472-477.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非特許文献１では、キャリア移動度、動作電圧について優れた値は報告されておらず、電界効果トランジスタに用いるための優れた配位高分子が見出されていない。
【０００９】
また一般に、動作電圧などの特性を向上させるため、ゲート誘電体の誘電性については多くの検討がなされているが、チャネル層としての有機半導体層の誘電性についてはほとんど研究がされていない。
【００１０】
本発明の第１の目的は、応答速度に優れた電界効果トランジスタを提供することである。
【００１１】
本発明の第２の目的は、低電圧駆動を可能にする電界効果トランジスタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電界効果トランジスタは、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極と、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル領域としての半導体層とを備えており、半導体層は、ジチオカルバミン酸イオンの誘導体を配位子とした配位高分子を含んでいる。
【００１３】
また、本発明の別の態様に係る電界効果トランジスタは、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極と、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル領域としての半導体層とを備えており、半導体層は、強誘電性配位高分子を含んでいる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様に係る電界効果トランジスタによれば、応答速度に優れた電界効果トランジスタが実現する。
【００１５】
本発明の別の態様に係る電界効果トランジスタによれば、応答速度に優れ、さらに低電圧駆動を可能にする電界効果トランジスタが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係る電界効果トランジスタの構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１に係る電界効果トランジスタの代替の構成を示す概略図である。
【図３】ＣｕＢｒＢｕ２Ｄの単結晶の光学顕微鏡写真である。
【図４】ＣｕＢｒＢｕ２Ｄについて測定した、（ａ）比誘電率の温度変化を示すグラフ、及び（ｂ）複素電気弾性率の温度変化を示すグラフである。
【図５】ＣｕＢｒＢｕ２Ｄについて測定した、（ａ）交流電気伝導率の温度変化を示すグラフ、及び（ｂ）複素インピーダンスの温度変化を示すグラフである。
【図６】ＣｕＢｒＢｕ２ＤについてＣＰＥを用いて測定した、（ａ）電気伝導率の温度変化を示すグラフ、及び（ｂ）比誘電率の温度変化を示すグラフであり、（ｃ）測定装置の等価回路図である。
【図７】ＣｕＢｒＢｕ２Ｄにおける銅一価イオンの変位を示す概念図である。
【図８】ＣｕＢｒＢｕ２Ｄを用いた電界効果トランジスタについて測定した、出力特性を示すグラフである。
【図９】ペンタセンを用いた電界効果トランジスタの出力特性を示すグラフである。
【図１０】ＣｕＢｒＰｅｎ２Ｄの立体構造を示す模式図である。
【図１１】ＣｕＢｒＰｅｎ２ＤについてＣＰＥを用いて測定した、（ａ）電気伝導率の温度変化を示すグラフ、及び（ｂ）比誘電率の温度変化を示すグラフである。
【図１２】（ａ）ＦｃＣｕＢｒ２Ｄの二次元シート構造を示す模式図であり、（ｂ）二次元シート間に取り込まれたフェロセニウムイオンを示す模式図である。
【図１３】ＦｃＣｕＢｒ２ＤについてＣＰＥを用いて測定した、（ａ）電気伝導率の温度変化を示すグラフ、及び（ｂ）比誘電率の温度変化を示すグラフである。
【図１４】（ａ）ＴＴＦ−ＣｕＢｒ２Ｄの二次元シート構造を側方から見た模式図であり、（ｂ）同構造を上方から見た模式図である。
【図１５】実施の形態２に係るメモリ素子の一例の等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について、以下で図を参照しながら説明する。なお、各図において、同様の構成部分については同一の符号を付している。また、以下の説明における「上」「下」などの方向を示す用語は、実際にトランジスタなどを配置する方向を限定するものでない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電界効果トランジスタの構成を示す概略図である。
電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ）１０は、ゲート電極１と、ゲート絶縁膜２と、ソース電極３及びドレイン電極４と、半導体層５とを備える。半導体層５は、ソース電極３とドレイン電極４との間のチャネル領域（活性領域）として機能する。図１に示すＦＥＴ１０は、半導体層５の下側にソース電極３とドレイン電極４が配置される所謂ボトムコンタクト型であり、ゲート絶縁膜２上にソース電極３及びドレイン電極４が設けられ、ソース電極３及びドレイン電極４を覆うように半導体層５が設けられる。
【００１９】
図２は、実施の形態１に係る電界効果トランジスタの代替の構成を示す概略図である。
図２に示すＦＥＴ１０−２は、半導体層５の上側にソース電極３とドレイン電極４が配置される所謂トップコンタクト型であり、ゲート絶縁膜２上に半導体層５が設けられ、半導体層５上にソース電極３及びドレイン電極４が設けられる。
【００２０】
ただし、ＦＥＴ１０の構造は、電界効果を用いるものであれば、図１や図２の構造に限定されることはない。例えば、図１、図２に示したような、ソース電極３とドレイン電極４とが横方向（主面方向）に配置された横型のＦＥＴだけでなく、これらが縦方向に配置された縦型のＦＥＴでもよい。また、半導体層５の上側に追加のゲート電極を設けるダブルゲート構造などとしてもよい。
【００２１】
ゲート電極１は高濃度ドープ多結晶シリコンからなり、ゲート絶縁膜２はＳｉＯ２からなり、ソース電極３及びドレイン電極４はＡｕからなる。ただし、これらの材料に限定されることはない。例えば、ソース電極３にＡｇのような他の仕事関数の大きい材料を用い、ドレイン電極４にＣａのような仕事関数の小さい材料を用いてもよい。また、例えばトランジスタ１０の応答速度を大きくするなどのために、ゲート絶縁膜２がｈｉｇｈ−Ｋ材料を含んでもよい。ゲート絶縁膜２の厚さは任意であるが、例えば１μｍ以下とすることができる。さらに、本実施形態では、ゲート電極１が基板を兼ねる構成としているが、ゲート電極１としてタングステンのような抵抗率の低い材料を用い、別途ガラスなどの基板を設ける構成としてもよい。
【００２２】
半導体層５は、配位高分子を含む。ここで、配位高分子骨格が電荷を帯びているとき、その電荷を打ち消すためにフェロセニウムイオンやアンモニウムイオンなどのカチオンやアニオンが配位高分子骨格の間に入り込む場合があり、その様な化合物も配位高分子に含まれる。
【００２３】
配位高分子が含む金属イオンは、例えば１種又は２種以上の遷移金属元素の中から選ばれる元素のイオンが用いられる。遷移金属元素の中でも、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｆｅなどの元素を用いることが好ましい。さらに、下記の配位子を配位することによって配位高分子全体に電子を非局在化させることができる点、配位高分子を安価に作製できる点で、銅イオンを用いることが特に好ましい。
【００２４】
なお、これらの金属イオンについては、１種だけでなく異種の金属イオンを併用することによって、それぞれの金属イオンが有する特性を発現させることができる。例えば、銅イオンと、プラチナイオンやイリジウムイオンなどの重原子効果を有する金属イオンとを併用することで、銅イオンが有する電子の非局在化効果と重原子効果の両方を得ることができる。
【００２５】
配位高分子が含む配位子は、上記の金属イオンに配位可能な１種又は２種以上の含硫黄化合物、含窒素化合物、含酸素化合物、含燐化合物が用いられる。含硫黄化合物の例としては、ジチオオキサレート、テトラチオオキサレート、ジチオカルボン酸置換基を有する配位子などが挙げられる。含窒素化合物の例としては、ピラジン、ビピリジン、イミダゾール骨格を有する配位子などが挙げられる。含酸素化合物の例としては、オキサレート、クロラニルレート、２，５−ジヒドロキシ−１，４−ベンゾキノン、ベンゼンジカルボキシレート、カテコールなどが挙げられる。含燐化合物の例としては、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノプロパン、１，１‘−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンなどが挙げられる。
【００２６】
配位高分子は、金属イオン同士を架橋するための架橋剤成分として、ハロゲン化物イオンなど、配位子とは別の架橋剤成分を必要に応じて含んでもよい。ハロゲン化物イオンの中でも、電子の非局在化効果を向上させる点から、臭素イオン又はヨウ素イオンを用いることが好ましい。かかる架橋剤成分を用いることによって、それぞれの成分のＨＯＭＯ（最高被占軌道）及びＬＵＭＯ（最低空軌道）の軌道がそれぞれエネルギーバンドを形成し、生成した電子や正孔の輸送特性を向上させることができる。例えば、銅一価イオンと臭素イオンとを含む配位高分子［Ｃｕ７IＣｕIIＢｒ７（ｎＢｕ２−ｄｔｃ）２］ｎ，［ＣｕＩ１８ＣｕＩＩ２ＣｕＩＩＩＢｒ２０（Ｐｅｎ２−ｄｔｃ）６］ｎ，｛Ｆｃ２［ＣｕＩ６Ｂｒ８］｝ｎでは、それぞれの軌道の重なりによってエネルギーバンドが形成され、高いキャリア輸送特性が実現される。なお、例示した配位高分子は、それぞれ後述の製造例１６，２２，２３に対応する。
【００２７】
また、配位高分子の中でも、ＦＥＴ１０の応答速度を向上させる観点から、ジチオカルバミン酸イオンの誘導体を配位子とした配位高分子、又は強誘電性配位高分子を用いることが好ましい。なお、本明細書で「強誘電性」とは、電界を印加しない状態で分極（自発分極）が生じる性質を指す。また、ＦＥＴ１０の動作電圧を低下させる観点から、強誘電性配位高分子を用いることが好ましい。
【００２８】
ジチオカルバミン酸イオンは、下記の式（１）又は（２）で表される。
【００２９】
【化１】
2014160765.tif 000003
【００３０】
式（１）において、Ｒ１及びＲ２は、同一又は異なる脂肪族炭化水素基、置換脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、置換芳香族炭化水素基、複素環基及び置換複素環基を示す。なお、Ｒ１及びＲ２については、炭素数が１〜５０のものが好ましく、１〜３０のものがさらに好ましい。
【００３１】
【化２】
2014160765.tif 000004
【００３２】
式（２）において、Ｒ３は、少なくとも１つの窒素原子を含む複素環基又は置換複素環基を示す。なお、Ｒ３の具体例としては、下記の式（３）で表わされる複素環基又は置換複素環基が挙げられる。またＲ３には、式（３）で表わされる複素環基又は置換複素環基に、同一又は異なる脂肪族炭化水素基、置換脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、置換芳香族炭化水素基、複素環基及び置換複素環基がさらに結合したものを用いることもできる。
【００３３】
【化３】
2014160765.tif 000005
【００３４】
強誘電性配位高分子としては、例えば［Ｃｕ７IＣｕIIＢｒ７（ｎＢｕ２−ｄｔｃ）２］ｎ，［ＣｕＩ１８ＣｕＩＩ２ＣｕＩＩＩＢｒ２０（Ｐｅｎ２−ｄｔｃ）６］ｎ，｛Ｆｃ２［ＣｕＩ６Ｂｒ８］｝ｎのような銅一価イオンと臭素イオンを含む配位高分子を用いることができる。配位高分子における強誘電性は、配位高分子骨格内に埋め込まれた金属イオンが協同的に変位することで発現されると考えられる。それゆえ、本発明における「強誘電性配位高分子」は、［Ｃｕ７IＣｕIIＢｒ７（ｎＢｕ２−ｄｔｃ）２］ｎ，［ＣｕＩ１８ＣｕＩＩ２ＣｕＩＩＩＢｒ２０（Ｐｅｎ２−ｄｔｃ）６］ｎのようなジチオカルバミン酸イオンの誘導体を配位子とする配位高分子などに限定されることはなく、｛Ｆｃ２［ＣｕＩ６Ｂｒ８］｝ｎのように同配位子を有しない配位高分子でもよい。
【００３５】
また、例えば、特許文献２（特開２００７−２３０８８０号公報）では、化学式がＨＳＳＣ−ＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に、炭素数が３以上の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるジチオカルバミン酸の誘導体を配位子とし、この配位子と、銅イオンと、銅イオンを架橋する塩素イオンとで構成された配位高分子が強誘電性を示すことが開示されている。ＦＥＴ１０の半導体層５として、かかる強誘電性配位高分子を用いてもよい。
【００３６】
以上説明してきた配位高分子の分子量や繰り返し単位（ｎ）数に特に限定はない。ただし、分子量としては１０００以上であることが好ましく、繰り返し単位数としては１００以上であることが好ましい。なお、分子量と繰り返し単位（ｎ）数の上限については、使用に支障がない範囲において適宜設定することができる。
【００３７】
次に、本実施形態による電界効果トランジスタ１０の製造方法について説明する。ＦＥＴ１０は、例えば次の工程を経て製造することができる。
即ち、まずイオン注入などによりボロン、リン、砒素などのドーパントを多結晶シリコン基板にドープしてゲート電極１を形成する。続いて、ドープしたシリコン基板を焼結し、ゲート電極１上にＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜２を形成する。続いて、金をゲート絶縁膜２上に真空蒸着し、ソース電極３及びドレイン電極４を形成する。最後に、真空蒸着、又は塗布工程を含む湿式法によって半導体層５を設ける。湿式法の場合、例えば、インクジェットやスピンコート、ナノインコンタクト、ロールツーロールなどの方法を用いることができる。以上はボトムコンタクト型の製造方法であり、トップコンタクト型の場合は、先に半導体層５を設け、半導体層５上にソース電極３及びドレイン電極４を形成することができる。
【００３８】
（配位高分子の作製方法）
次に、半導体層５に含まれる配位高分子の作製方法について説明する。配位高分子は、原料となる化合物を有機溶媒中で混合するなど、公知の方法で作製することができる。また、架橋剤成分として臭素イオン又はヨウ素イオンを用いる場合には、まず、単核錯体を作製した後、当該単核錯体と臭素イオン化合物又はヨウ素イオン化合物とを混合することによって作製することができる。具体的には、例えば、銅塩とヘキサメチレンジチオカルバミン酸を用いて銅イオンにヘキサメチレンジチオカルバミン酸が配位した単核錯体を作製しておき、その後作製した単核錯体と臭化銅を有機溶媒中で混合することなどによって作製する。
【００３９】
以下の製造例１〜８に基づいて、単核錯体の作製方法について説明し、製造例９〜２４に基づいて、配位高分子の作製方法について説明する。製造例９〜２２は、ジチオカルバミン酸イオンの誘導体を配位子とした配位高分子の製造例であり、製造例２３，２４は、ジチオカルバミン酸イオンの誘導体を配位子としない配位高分子の製造例である。なお、以下の製造例は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００４０】
（製造例１：単核錯体Ｃｕ（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２の作製）
まず、１０ｍｍｏｌの水酸化ナトリウムを溶かしたメタノール溶液１００ｍｌに１０ｍｍｏｌのピぺリジンを加え、更に１０ｍｍｏｌの二硫化炭素を反応させた。
次に、この溶液に５ｍｍｏｌの塩化銅二水和物を１００ｍｌのメタノールに溶かした溶液を加え、５分間撹拌し反応させた。
得られた沈殿物をろ過して集めた後、クロロホルム２００ｍｌに溶かし、その溶解液に２００ｍｌのメタノールを加え、約１００ｍｌに減圧濃縮した。更にメタノール２００ｍｌを加え、約５０ｍｌに減圧濃縮した後、得られた微結晶を吸引ろ過によって集め、少量のエーテルで洗浄し乾燥することで、下記の式（４）に示す単核錯体Ｃｕ（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２を作製した。
【００４１】
【化４】
2014160765.tif 000006
【００４２】
（製造例２：単核錯体Ｃｕ（Ｈｍ−ｄｔｃ）２の作製）
製造例１に使用したピぺリジンの代わりにヘキサメチレンイミンを用いた以外は製造例１と同様にして、下記の式（５）に示す単核錯体Ｃｕ（Ｈｍ−ｄｔｃ）２を作製した。
【００４３】
【化５】
2014160765.tif 000007
【００４４】
（製造例３：単核錯体Ｃｕ（Ｐｙｒ−ｄｔｃ）２の作製）
製造例１に使用したピぺリジンの代わりにピロリジンを用いた以外は製造例１と同様にして、下記の式（６）に示す単核錯体Ｃｕ（Ｐｙｒ−ｄｔｃ）２を作製した。
【００４５】
【化６】
2014160765.tif 000008
【００４６】
（製造例４：単核錯体Ｃｕ（Ｏｃｍ−ｄｔｃ）２の作製）
製造例１に使用したピぺリジンの代わりにオクタメチレンイミンを用いた以外は製造例１と同様にして、下記の式（７）に示す単核錯体Ｃｕ（Ｏｃｍ−ｄｔｃ）２を作製した。
【００４７】
【化７】
2014160765.tif 000009
【００４８】
（製造例５：単核錯体Ｃｕ（ｎＰｒ２−ｄｔｃ）２の作製）
製造例１に使用したピぺリジンの代わりにジプロピルアミンを用いた以外は製造例１と同様にして、下記の式（８）に示す単核錯体Ｃｕ（ｎＰｒ２−ｄｔｃ）２を作製した。
【００４９】
【化８】
2014160765.tif 000010
【００５０】
（製造例６：単核錯体Ｃｕ（ｎＢｕ２−ｄｔｃ）２の作製）
製造例１に使用したピぺリジンの代わりにジブチルアミンを用いた以外は製造例１と同様にして、下記の式（９）に示す単核錯体Ｃｕ（ｎＢｕ２−ｄｔｃ）２を作製した。
【００５１】
【化９】
2014160765.tif 000011
【００５２】
（製造例７：単核錯体Ｎｉ（Ｈｍ−ｄｔｃ）２の作製）
まず、１０ｍｍｏｌの水酸化ナトリウムを溶かしたメタノール溶液１００ｍｌに１０ｍｍｏｌのピぺリジンを加え、更に１０ｍｍｏｌの二硫化炭素を反応させた。
次に、この溶液に５ｍｍｏｌの塩化ニッケル六水和物を１００ｍｌのメタノールに溶かした溶液を加え、５分間撹拌し反応させた。
得られた沈殿物をろ過して集めた後、クロロホルム２００ｍｌに溶かし、その溶解液に２００ｍｌのメタノールを加え、約１００ｍｌに減圧濃縮した。更にメタノール２００ｍｌを加え、約５０ｍｌに減圧濃縮した後、得られた微結晶を吸引ろ過によって集め、少量のエーテルで洗浄し乾燥することで、下記の式（１０）に示す単核錯体Ｎｉ（Ｈｍ−ｄｔｃ）２を作製した。
【００５３】
【化１０】
2014160765.tif 000012
【００５４】
（製造例８：単核錯体Ｃｕ（Ｐｅｎ２−ｄｔｃ）２の作製）
まず、１０ｍｍｏｌの水酸化カリウムを溶かしたメタノール溶液１００ｍｌに１０ｍｍｏｌのジペンチルアミンを加え、更に１０ｍｍｏｌの二硫化炭素を反応させた。
次に、この溶液に５ｍｍｏｌの塩化銅二水和物を１００ｍｌのメタノールに溶かした溶液を加え、５分間撹拌し反応させた。
得られた沈殿物をろ過して集めた後、クロロホルム２００ｍｌに溶かし、その溶解液に２００ｍｌのメタノールを加え、約１００ｍｌに減圧濃縮した。更にメタノール２００ｍｌを加え、約５０ｍｌに減圧濃縮した後、得られた微結晶を吸引ろ過によって集め、少量のエーテルで洗浄し乾燥することで、下記の式（１１）に示す単核錯体Ｃｕ（Ｐｅｎ−ｄｔｃ）２を作製した。
【００５５】
【化１１】
2014160765.tif 000013
【００５６】
（製造例９：配位高分子［Ｃｕ５Ｉ３（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）４］ｎの作製）
製造例１の単核錯体Ｃｕ（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、ヨウ化銅０．１ｍｍｏｌをプロピオニトリル１０ｍｌとアセトン１０ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、２日室温で放置することによって、製造例９の配位高分子（［Ｃｕ５Ｉ３（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）４］ｎ(ＣｕＩＰｉｐ１Ｄ)の黒色単結晶）を作製した。
ＣｕＩＰｉｐ１Ｄは、一次元梯子形構造を有するヨウ化銅(I)の錯体の両側に単核錯体Ｃｕ（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２が結合するような構造を有する。
【００５７】
（製造例１０：配位高分子［Ｃｕ３Ｂｒ２（Ｈｍ−ｄｔｃ）２（ＣＨ３ＣＮ）２］ｎの作製）
製造例２の単核錯体Ｃｕ（Ｈｍ−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、臭化銅０．２ｍｍｏｌをアセトニトリル３ｍｌとアセトン１７ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、１日室温で放置することによって、製造例１０の配位高分子（［Ｃｕ３Ｂｒ２（Ｈｍ−ｄｔｃ）2（ＣＨ３ＣＮ）2］n (ＣｕＢｒＨｍ１Ｄ)の黒色単結晶）を作製した。
【００５８】
（製造例１１：配位高分子［Ｃｕ３Ｉ２（Ｈｍ−ｄｔｃ）2（ＣＨ３ＣＮ）2］nの作製）
製造例２の単核錯体Ｃｕ（Ｈｍ−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、ヨウ化銅０．２ｍｍｏｌをアセトニトリル１０ｍｌとアセトン１０ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、１日室温で放置することによって、製造例１１の配位高分子（［Ｃｕ３Ｉ２（Ｈｍ−ｄｔｃ）2（ＣＨ３ＣＮ）2］n (ＣｕＩＨｍ１Ｄ)の黒色単結晶）を作製した。
【００５９】
（製造例１２：配位高分子｛［Ｃｕ６Ｂｒ４（Ｐｙｒ−ｄｔｃ）４］ＣＨＣｌ３｝ｎの作製）
製造例３の単核錯体Ｃｕ（Ｐｙｒ−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、ＣｕＢｒＳ（ＣＨ3）2０．４ｍｍｏｌをアセトニトリル１０ｍｌに溶解してから１０ｍｌのアセトンで希釈した後、それぞれの溶解液を混合し、１日室温で放置することによって、製造例１２の配位高分子（｛［Ｃｕ６Ｂｒ４（Ｐｙｒ−ｄｔｃ）４］ＣＨＣｌ３｝ｎ（ＣｕＢｒＰｙｒ３Ｄ）の黒色単結晶）を作製した。
【００６０】
（製造例１３：配位高分子［Ｃｕ３Ｂｒ２（Ｏｃｍ−ｄｔｃ）２］ｎの作製）
製造例４の単核錯体Ｃｕ（Ｏｃｍ−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、臭化銅(I)ジメチルスルフィド錯体０．２ｍｍｏｌをアセトニトリル４ｍｌとアセトン１６ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、３日室温で放置することによって、製造例１３の配位高分子（［Ｃｕ３Ｂｒ２（Ｏｃｍ−ｄｔｃ）２］ｎ（ＣｕＢｒＯｃｍ１Ｄ）の黒色単結晶）を作製した。
【００６１】
（製造例１４：配位高分子［Ｃｕ３Ｉ２（Ｏｃｍ−ｄｔｃ）２］ｎの作製）
製造例４の単核錯体Ｃｕ（Ｏｃｍ−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、ヨウ化銅(I)０．２ｍｍｏｌをアセトニトリル１０ｍｌとアセトン１０ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、３日室温で放置することによって、製造例１４の配位高分子（[Ｃｕ３Ｉ２（Ｏｃｍ−ｄｔｃ）２］ｎ(ＣｕＩＯｃｍ１Ｄ)の黒色単結晶）を作製した。
【００６２】
（製造例１５：配位高分子［Ｃｕ７Ｃｌ７(ｎＰｒ２−ｄｔｃ)２］ｎの作製）
製造例５の単核錯体Ｃｕ（ｎＰｒ２−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、塩化銅二水和物０．４ｍｍｏｌをアセトン２０ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、１日室温で放置することによって、製造例１５の配位高分子（［Ｃｕ７Ｃｌ７(ｎＰｒ２−ｄｔｃ)２］ｎ (ＣｕＣｌｎＰｒ２Ｄ)の黒色単結晶）を作製した。
【００６３】
（製造例１６：配位高分子［Ｃｕ８Ｂｒ７（ｎＢｕ２−ｄｔｃ）２］ｎの作製）
製造例６の単核錯体Ｃｕ（ｎＢｕ２−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、臭化銅０．２ｍｏｌを数滴の水になじませてからアセトン２０ｍｌに溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、１日室温で放置することによって、製造例１６の配位高分子（［Ｃｕ８Ｂｒ７（ｎＢｕ２−ｄｔｃ）２］ｎ (ＣｕＢｒｎＢｕ２Ｄ)の黒色単結晶）を作製した。
【００６４】
（製造例１７：配位高分子［Ｃｕ３Ｂｒ２（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２（ＣＨ３ＣＮ）２］ｎの作製）
製造例１の単核錯体Ｃｕ（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、一価の臭化銅０．２ｍｍｏｌをアセトニトリル４ｍｌとアセトン１６ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、室温で1日静置させることによって、製造例１７の配位高分子（［Ｃｕ３Ｂｒ２（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２（ＣＨ３ＣＮ）２］ｎ（α−ＣｕＢｒＰｉｐ１Ｄ）の黒色単結晶）を作製した。
【００６５】
（製造例１８：配位高分子［Ｃｕ３Ｉ２（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２（ＣＨ３ＣＮ）２］ｎの作製）
製造例１の単核錯体Ｃｕ（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２０．１ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、一価のヨウ化銅０．１ｍｍｏｌをアセトニトリル１０ｍｌとアセトン１０ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、室温で1日静置させることによって、製造例１８の配位高分子（［Ｃｕ３Ｉ２（Ｐｉｐ−ｄｔｃ）２（ＣＨ３ＣＮ）２］ｎ（α−ＣｕＩＰｉｐ１Ｄ）の黒色単結晶）を作製した。
【００６６】
（製造例１９：配位高分子［Ｃｕ２ＮｉＢｒ２（Ｈｍ−ｄｔｃ）２］ｎの作製）
製造例７の単核錯体Ｎｉ（Ｈｍ−ｄｔｃ）２０．３ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、二価の臭化銅０．２ｍｍｏｌを数滴の水になじませてからアセトン２０ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、室温で1日静置させることによって、製造例１９の配位高分子（［Ｃｕ２ＮｉＢｒ２（Ｈｍ−ｄｔｃ）２］ｎ（ＮｉＢｒＨｍ３Ｄ）の黒色ブロック状結晶）を作製した。
【００６７】
（製造例２０：配位高分子［Ｃｕ（ｄａｈｅｘ−ｄｔｃ）］ｎの作製）
２０ｍｍｏｌの水酸化カリウムを約５００ｍｌのメタノール溶媒に溶解させた後、Ｎ，Ｎ‘−ジエチル−１，６−ジアミノヘキサン１０ｍｍｏｌ、二硫化炭素２０ｍｍｏｌ、塩化銅二水和物１０ｍｍｏｌを順に加え茶色沈殿を得た。この茶色沈殿を吸引ろ過した後、約５００ｍｌのクロロホルムに溶解させてろ過を行った。その後、エバポレーターを用いてある程度のクロロホルムを飛ばしてから、大量のヘキサンで拡散することによって、製造例２０の配位高分子（［Ｃｕ（ｄａｈｅｘ−ｄｔｃ）］ｎの茶色沈殿）を作製した。
【００６８】
（製造例２１：配位高分子［Ｆｅ２（ｄａｈｅｘ−ｄｔｃ）３］ｎの作製）
１５ｍｍｏｌ水酸化カリウムを約５００ｍｌのメタノール溶媒に溶解させた後、Ｎ，Ｎ‘−ジエチル−１，６−ジアミノヘキサン１０ｍｍｏｌ、二硫化炭素１５ｍｍｏｌ、塩化鉄六水和物１０ｍｍｏｌを順に加え黒色沈殿を得た。この黒色沈殿を吸引ろ過した後、約５００ｍｌのクロロホルムに溶解させてろ過を行った。その後、エバポレーターを用いてある程度クロロホルムを飛ばしてから、大量のヘキサンで拡散することによって、製造例２１の配位高分子（［Ｆｅ２（ｄａｈｅｘ−ｄｔｃ）３］ｎの黒色沈殿）を作製した。
【００６９】
（製造例２２：配位高分子［Ｃｕ２１Ｂｒ２０（Ｐｅｎ２−ｄｔｃ）６］ｎの作製）
製造例８の単核錯体Ｃｕ（Ｐｅｎ２−ｄｔｃ）２０．３ｍｍｏｌをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、二価の臭化銅１．０ｍｍｏｌを水１０滴とアセトン２０ｍｌの混合溶媒に溶解した後、それぞれの溶解液を混合し、その上からヘキサンを加えて室温で１日静置させることによって、製造例２２の配位高分子［Ｃｕ２１Ｂｒ２０（Ｐｅｎ２−ｄｔｃ）６］ｎ（ＣｕＢｒＰｅｎ２Ｄ）の黒色板状結晶を作製した。
【００７０】
（製造例２３：配位高分子｛Ｆｃ２［ＣｕＩ６Ｂｒ８］｝ｎの作製）
少量の水で調製した二価の臭化銅０．２ｍｍｏｌのアセトン溶液（２０ｍｌ）にゲスト分子としてフェロセン（Ｆｃ＝Ｆｅ（Ｃ５Ｈ５）２）０．２ｍｍｏｌを加えたものをヘキサンで拡散させ、４０℃暗所で５日間静置し拡散させることで、製造例２３の配位高分子｛Ｆｃ２［ＣｕＩ６Ｂｒ８］｝ｎ（ＦｃＣｕＢｒ２Ｄ）の黒色針状結晶を作製した
【００７１】
（製造例２４：配位高分子［ＴＴＦ（Ｃｕ２Ｂｒ４）］ｎの作製）
少量の水で調製した二価の臭化銅０．４ｍｍｏｌのアセトン溶液（２０ｍｌ）にゲスト分子としてフェロセン０．４ｍｍｏｌを加えたものと、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ  ＝  Ｃ６Ｈ４Ｓ４）０．１ｍｍｏｌのアセトン溶液（３０ｍｌ）を混合させて暗所で静置することで、製造例２４の配位高分子［ＴＴＦ（Ｃｕ２Ｂｒ４）］ｎ（ＴＴＦ−ＣｕＢｒ２Ｄ）の黒色柱状結晶を作製した。
【００７２】
（材料特性の測定）
上記製造例９〜２１で作製した配位高分子のＨＯＭＯ（ｅＶ）、ＬＵＭＯ（ｅＶ）、電気伝導率σ（Ｓ／ｃｍ）／活性化エネルギーＥａ（ｅＶ）を下記の表１に示す。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
次に、図３〜図９を参照して、上記製造例１６で作製した配位高分子ＣｕＢｒＢｕ２Ｄについて測定した材料特性について説明する。比誘電率及び電気伝導率などの測定は、厚さ約０．１７ｍｍを有するＣｕＢｒＢｕ２Ｄの単結晶に対してインピーダンスアナライザを用いて測定した。図３は、ＣｕＢｒＢｕ２Ｄの単結晶の光学顕微鏡写真である。
【００７５】
図４（ａ）は比誘電率の温度変化を示すグラフ、図４（ｂ）は複素電気弾性率の温度変化を示すグラフである。図４（ａ）の横軸は温度Ｔ（Ｋ）を、縦軸は比誘電率εｒを示す。図４（ｂ）の横軸は、複素比誘電率の逆数である複素電気弾性率Ｍの実部Ｒｅ Ｍを、縦軸は虚部Ｉｍ Ｍを示す。
図５（ａ）は交流電気伝導率の温度変化を示すグラフ、図５（ｂ）は複素インピーダンスの温度変化を示すグラフである。図５（ａ）の横軸は温度Ｔ（Ｋ）を、縦軸は交流電気伝導率σＡＣ（Ｓｃｍ−１）を示す。図５（ｂ）の横軸は複素インピーダンスＺの実部Ｒｅ Ｚ（ｋΩ）を、縦軸は虚部Ｉｍ Ｚ（ｋΩ）を示す。
図６（ａ）はＣＰＥ(constant phase element)を用いて測定した電気伝導率の温度変化を示すグラフ、図６（ｂ）は比誘電率の温度変化を示すグラフである。図６（ａ）の横軸は温度Ｔ（Ｋ）の逆数を（１０００倍のスケールで）、縦軸は電気伝導率σ（Ｓｃｍ−１）を示す。図６（ｂ）の横軸は温度Ｔ（Ｋ）を、縦軸は比誘電率εｒを示す。図６（ｃ）は、これらの測定に使用した測定装置の等価回路図である。
【００７６】
図４（ａ）に示すように、約３３５Ｋのときに、１ｋＨｚの周波数で約１２０００という非常に大きい比誘電率εｒが測定された。また、図６（ｂ）に示すように、ＣＰＥを用いた測定では、３００Ｋで約６５０００というさらに大きい比誘電率εｒが測定された。この高い比誘電率は、配位高分子骨格内に埋め込まれた金属イオン（銅一価イオン）が協同的に変位することで発現されると考えられる。ＣｕＢｒＢｕ２Ｄにおける銅一価イオンの変位を図７に概略的に示している。一般に、比誘電率の値が数千程度であれば強誘電体といえる。ＣｕＢｒＢｕ２Ｄは、その比誘電率εｒの値から充分に強誘電体である。また、製造例１２で作製した配位高分子ＣｕＢｒＰｙｒ３Ｄの比誘電率は、３００Ｋで約１４であった。
【００７７】
図８は、ＣｕＢｒＢｕ２Ｄを用いた電界効果トランジスタの出力特性を示すグラフである。グラフの横軸は、ドレイン−ソース電圧ＶＤＳ（Ｖ）を、縦軸はソース−ドレイン電流ＩＤ（μＡ）を示す。
測定は、厚さ約６μｍを有するＣｕＢｒＢｕ２Ｄの単結晶を半導体層として備えたボトムアップ型のＦＥＴに対して実施した。比較例として、ペンタセンの薄膜を用いたＦＥＴの出力特性のグラフを図９に示す。
【００７８】
図８において、ソース−ドレイン電流ＩＤとゲート電圧ＶＧの関係から閾値電圧Ｖｔｈを求め、さらに下記の式（１２），（１３）からキャリア移動度μ（ｃｍ２／Ｖｓ）を算出した。キャリア移動度（電界効果移動度）は、ゲート電圧ＶＧに対する電気伝導率の変化から導出可能な、ＦＥＴの性能の指標となる値である。例えば、多結晶シリコンを用いたＦＥＴでは数十〜数百（ｃｍ２／Ｖｓ）、アモルファスシリコンでは１（ｃｍ２／Ｖｓ）程度である。特許請求の範囲における「電界効果移動度」は、ＦＥＴ構造を用いて測定したキャリア移動度を指すものとする。
【００７９】
【数１】
2014160765.tif 000015
【００８０】
式（１２）は、出力特性の線形領域からキャリア移動度μを求める式であり、式（１３）は出力特性の飽和領域からキャリア移動度μを求める式である。また、Ｗはチャネル幅（ｍ）、Ｌはチャネル長（ｍ）、Ｃｉはゲート絶縁膜の単位面積当たりの静電容量（Ａｓ／Ｖｃｍ２）である。
【００８１】
上記の式（１２）からは、キャリア移動度μ＝２５４ｃｍ２／Ｖｓ、式（１３）からはμ＝５１３ｃｍ２／Ｖｓが得られた。ペンタセンではμ＝１ｃｍ２／Ｖｓ程度の値が得られたため、測定されたＣｕＢｒＢｕ２Ｄのキャリア移動度が非常に大きく、さらにアモルファスシリコンを大きく上回り、多結晶シリコンに匹敵することが判った。
【００８２】
また、図８、図９を参照すると、ペンタセンを用いたＦＥＴの動作電圧と比較して、ＣｕＢｒＢｕ２Ｄを用いたＦＥＴが充分に低電圧で駆動することも判る。例えば、飽和領域でのソース−ドレイン電流ＩＤとゲート電圧ＶＧとから算出され、トランジスタの増幅性能を表す相互コンダクタンスｇｍ（＝∂ＩＤ／∂ＶＧ）の値について、図８と図９とを比較すると、ＣｕＢｒＢｕ２Ｄはペンタセンの場合より充分に大きくなることが判る。例えば図８において、ゲート電圧ＶＧ＝−２．５Ｖ〜−３．０Ｖにおいて、約８７μＡ／Ｖという大きい相互コンダクタンスｇｍが算出された。
【００８３】
さらに、図８に示すように、各ゲート電圧でドレイン−ソース電圧ＶＤＳを掃引したところヒステリシスが観測された。これは、ＣｕＢｒＢｕ２Ｄの強誘電性に起因すると考えられる。
【００８４】
一方、マイクロ波空洞吸収法による過渡伝導度測定（ＦＰ−ＴＥＭＣ）により、ＣｕＢｒＢｕ２Ｄのキャリア移動度μ（及びキャリア密度ρ）を３００Ｋで測定したところ、μ＝１２．８ｃｍ２／Ｖｓ（ρ＝１．３×１０１３／ｃｍ３）であった。ＦＰ−ＴＥＭＣによる測定では、ＦＥＴ構造で測定したキャリア移動度よりも小さい値が測定されたが、それでもアモルファスシリコンよりは充分大きい値であった。ＦＥＴ構造で測定したキャリア移動度（電界効果移動度）が非常に大きいのは、ＣｕＢｒＢｕ２Ｄの強誘電性に起因すると考えられる。また、ＣｕＢｒＰｙｒ３Ｄについても同じ測定を実施したところ、μ＝０．４ｃｍ２／Ｖｓ（ρ＝８．１×１０１２／ｃｍ３）であり、フラーレンＣ６０程度のキャリア移動度が測定された。
【００８５】
次に、図１０、図１１を参照して、上記製造例２２で作製した配位高分子ＣｕＢｒＰｅｎ２Ｄについて測定した材料特性について説明する。図１０は、ＣｕＢｒＰｅｎ２Ｄの立体構造を示す模式図である。図１１（ａ），（ｂ）は、図６（ａ），（ｂ）に対応する。３００Ｋで、電気伝導率σ＝２．６×１０−６Ｓ／ｃｍ（活性化エネルギーＥａ＝０．３３ｅＶ）、キャリア移動度μ＝３．３ｃｍ２／Ｖｓ、バンドギャップ０．３ｅＶ、比誘電率εｒ＝２６００００が測定された。ＣｕＢｒＢｕ２Ｄは、その比誘電率εｒの値から充分に強誘電体である。
【００８６】
次に、図１２、図１３を参照して、上記製造例２３で作製した配位高分子ＦｃＣｕＢｒ２Ｄについて測定した材料特性について説明する。図１２（ａ）は、ＦｃＣｕＢｒ２Ｄの二次元シート構造を示す模式図であり、図１２（ｂ）は、その二次元シート間に取り込まれたフェロセニウムイオンを示す模式図である。図１３（ａ），（ｂ）は、図６（ａ），（ｂ）に対応する（ただし、図１３（ａ）の横軸は、温度Ｔ（Ｋ）を示す）。３００Ｋで、電気伝導度σ＝６．３０×１０−６Ｓ／ｃｍ、比誘電率εｒ＝７３００００、バンドギャップ０．０８ｅＶが測定された。ＦｃＣｕＢｒ２Ｄは、その比誘電率εｒの値から充分に強誘電体である。
【００８７】
次に、上記製造例２４で作製した配位高分子ＴＴＦ−ＣｕＢｒ２Ｄについて測定した材料特性について説明する。図１４（ａ）は、ＴＴＦ−ＣｕＢｒ２Ｄの二次元シート構造を側方から見た模式図であり、図１４（ｂ）は、同構造を上方から見た模式図である。３００Ｋで、電気伝導度σ＝３．０×１０−６Ｓ／ｃｍが測定された。ＴＴＦ−ＣｕＢｒ２Ｄについて強誘電性は認められなかった。
【００８８】
以上より、ジチオカルバミン酸イオンの誘導体を配位子とした配位高分子は、それ自体優れたキャリア移動度を有し、さらに強誘電性配位高分子は、特に優れたキャリア移動度を有することが判った。また、優れたキャリア移動度を有する上記配位高分子を用いたＦＥＴでは、特に大きいキャリア移動度（電界効果移動度）が測定された。
これにより、応答速度に優れたＦＥＴが実現されることが判った。
【００８９】
また、強誘電性配位高分子を用いた場合、低電圧駆動を可能にするＦＥＴが実現されることが判った。
【００９０】
実施の形態２．
図１５は、実施の形態２に係るメモリ素子の一例の等価回路図である。図１５には、所謂１トランジスタ（１Ｔ）構成を有するメモリ素子の等価回路図を示している。
メモリ素子２０は、ＦＥＴ１０と、ワード線１１と、ビット線１２とを含む。ＦＥＴ１０の半導体層５は、強誘電性配位高分子を含む。ワード線１１はゲート電極１に接続され、ビット線１２はドレイン電極４に接続される。ソース電極３は接地される。メモリ素子２０がアレイ状に配列した半導体メモリにおいて、ワード線１１、ビット線１２の交点に存在するメモリ素子２０が選択されることにより、書き込み及び読み出しが行われるようになっている。
【００９１】
強誘電体に所定の電界を印加すると自発分極が反転し、電界を除去しても分極が残る。これにより、図８に示すようにＦＥＴの出力特性にヒステリシスが生じる。ＦＥＴ１０に所定の値以上の正又は負のゲート電圧ＶＧを印加すると、半導体層５の分極方向はゲート電圧ＶＧの方向に揃えられる。書き込みについては、例えば、データ「１」を書き込むときに正のゲート電圧ＶＧを印加し、データ「０」を書き込むときに負のゲート電圧ＶＧを印加するようにすればよい。
【００９２】
データ「１」を書き込んだときとデータ「０」を書き込んだときでは、前記所定の値が異なる。それゆえ、ゲート電極１に２つの値の間の電圧を印加し、図示しないセンスアンプでソース−ドレイン電流ＩＤを読み取ることにより、書き込んだデータが「１」であるか「０」であるかを読み出すことができる。
【００９３】
本実施形態では、ＦＥＴ１０自体にキャパシタの機能を持たせる１Ｔ構成のメモリ素子２０について説明した。従来の１Ｔ構成では、ゲート絶縁膜に強誘電体を用いることが知られているが、本実施形態では半導体層５に強誘電体を用いている。また、本発明は上記１Ｔ構成に限定されることはなく、例えばメモリ素子選択用のトランジスタと１つのキャパシタとを備えた１トランジスタ１キャパシタ（１Ｔ１Ｃ）構成でもよい。また、一方のキャパシタにデータ「１」を書き込んだ場合、他方のキャパシタにデータ「０」を書き込むようにした２トランジスタ２キャパシタ（２Ｔ２Ｃ）構成でもよい。このとき、トランジスタには、本発明に係るＦＥＴ１０を用いることができ、また、キャパシタの誘電体には、上記強誘電性配位高分子を用いることができる。
【００９４】
本実施形態によるメモリ素子２０は、ＦＥＴ１０の構造をそのまま利用できるため、ＦＥＴ１０と同プロセスで製造できるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明によれば、応答速度に優れ、低電圧駆動を可能にする電界効果トランジスタが実現されるため、この種の電界効果トランジスタ、それを用いたメモリ素子の製造産業分野において本発明が好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００９６】
１  ゲート電極
２  ゲート絶縁膜
３  ソース電極
４  ドレイン電極
５  半導体層
１０，１０−２  電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
１１  ワード線
１２  ビット線
２０  メモリ素子
【図１】
2014160765.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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