(57)【要約】【課題】不揮発性特性を有し、高集積度および低消費電力の特性を実現して製造工程が単純であるうえ、製造コストが低いメモリ素子を提供する。【解決手段】上部電極１０と下部電極３０との間に有機材料層２０を含むメモリ素子１００であって、有機材料層２０が、少なくとも１つの電子供与基（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｏｎａｔｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ）および少なくとも１つの電子受容基（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ａｃｃｅｐｔｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ）を有するデンドリマーを含む。【選択図】図１
2006191083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極と下部電極との間に有機材料層を含むメモリ素子であって、
前記有機材料層が、少なくとも１つの電子供与基および少なくとも１つの電子受容基を有するデンドリマーを含むことを特徴とするメモリ素子。
【請求項２】
前記有機材料層が、デンドリマー以外の別の電子供与化合物および電子受容化合物の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のメモリ素子。
【請求項３】
前記下部電極上または前記上部電極の下にバリア層をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメモリ素子。
【請求項４】
前記デンドリマーの分子量が、５００〜１０００００であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメモリ素子。
【請求項５】
前記デンドリマーの電子供与基が、芳香族アミン基（ａｒｏｍａｔｉｃ  ａｍｉｎｅ  ｇｒｏｕｐ）、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、ピラニリデン（ｐｙｒａｎｙｌｉｄｅｎｅ）、テトラカルコゲナフルバレン（ｔｅｔｒａｃｈａｌｃｏｇｅｎａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチアフルバレン（ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチオナフタレン（ｔｅｔｒａｔｈｉｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、テトラセレナペリレン（ｔｅｔｒａｓｅｌｅｎａｐｅｒｙｌｅｎｅ）およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のメモリ素子。
【請求項６】
前記電子供与基が、芳香族アミン基であることを特徴とする請求項５に記載のメモリ素子。
【請求項７】
前記電子受容基が、テトラシアノキノジメタン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、テトラシアノエチレン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ジクロロジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｃｙａｎｏ−ｐ−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジチオレン金属複合体、Ｃ６０およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のメモリ素子。
【請求項８】
前記電子供与化合物が、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、ピラニリデン（ｐｙｒａｎｙｌｉｄｅｎｅ）、テトラカルコゲナフルバレン（ｔｅｔｒａｃｈａｌｃｏｇｅｎａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチアフルバレン（ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチオナフタレン（ｔｅｔｒａｔｈｉｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、テトラセレナペリレン（ｔｅｔｒａｓｅｌｅｎａｐｅｒｙｌｅｎｅ）およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載のメモリ素子。
【請求項９】
前記電子受容化合物が、テトラシアノキノジメタン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、テトラシアノエチレン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ジクロロジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｃｙａｎｏ−ｐ−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジチオレン金属複合体、Ｃ６０およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載のメモリ素子。
【請求項１０】
前記上部電極及び／又は前記下部電極は、金属、金属合金、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、炭素、伝導性高分子および有機導電体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメモリ素子。
【請求項１１】
前記上部電極及び／又は前記下部電極は、金、銀、鉄、白金、アルミニウム、銅、チタニウム、タングステン、インジウムスズ酸化物、カリウム、亜鉛およびマグネシウムよりなる群から選択されることを特徴とする請求項１０に記載のメモリ素子。
【請求項１２】
前記伝導性高分子が、ポリジフェニルアセチレン、ポリ（ｔ−ブチル）ジフェニルアセチレン、ポリ（トリフルオロメチル）ジフェニルアセチレン、ポリ（ビストリフルオロメチル）アセチレン、ポリビス（ｔ−ブチルジフェニル）アセチレン、ポリ（トリメチルシリル）ジフェニルアセチレン、ポリ（カルバゾール）ジフェニルアセチレン、ポリジアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリピリジンアセチレン、ポリメトキシフェニルアセチレン、ポリメチルフェニルアセチレン、ポリ（ｔ−ブチル）フェニルアセチレン、ポリニトロフェニルアセチレン、ポリ（トリフルオロメチル）フェニルアセチレン、ポリ（トリメチルシリル）フェニルアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリシラン、ポリスチレン、ポリフラン、ポリインドル、ポリアズレン、ポリフェニレン、ポリピリジン、ポリビピリジン、ポリフタロシアニン、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）およびこれらの誘導体よりなる群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１０に記載のメモリ素子。
【請求項１３】
前記バリア層が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＮｂＯｘ、ＴｉＯｘ、ＣｒＯｘ、ＶＯｘ、ＴａＯｘ、ＣｕＯｘ、ＭｇＯｘ、ＷＯｘおよびＡｌＮＯｘよりなる群から選択される物質を含むことを特徴とする請求項３に記載のメモリ素子。
【請求項１４】
前記バリア層が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＴｉＯ２およびＶ２Ｏ３よりなる群から選択される物質を含むことを特徴とする請求項１３に記載のメモリ素子。
【請求項１５】
前記有機材料層の厚さが５０〜３０００Åであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメモリ素子。
【請求項１６】
前記バリア層の厚さが２０〜３００Åであることを特徴とする請求項３に記載のメモリ素子。
【請求項１７】
前記上部電極、前記下部電極および前記有機層材料が有機材料からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメモリ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリ素子に係り、より詳しくは、上部電極と下部電極との間に、メモリ特性を有する材料として、少なくも一つの電子供与基と少なくとも１つの電子受容基を有するデンドリマー（ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ）を含むメモリ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報通信産業の急激な発展によって各種メモリ素子の需要が急増している。特に、携帯端末機、各種スマートカード、電子マネー、デジタルカメラ、ゲーム用メモリ、ＭＰ３プレーヤーなどに必要なメモリ素子は、電源が切れても、記録された情報が消えない「不揮発性」を要求されている。
【０００３】
高密度集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）技術の発展に伴い、ＩＣチップ中に集積するメモリのビット数がメガビット水準に到達してサブミクロンの線幅（ｌｉｎｅ  ａｎｄ  ｓｐａｃｅ）が要求されている。既存の不揮発性メモリは殆ど標準シリコン工程により製造されるメモリであるが、このようなシリコンを基盤とする素子は、その構造が複雑であって１つのメモリセルの大きさが大きいため大容量の実現に問題があった。また、シリコンを基盤とするメモリの場合、単位面積当たりの線幅を減らす微細化工程によってのみ高集積のメモリ容量を得ることが可能であるが、この場合、工程の増加に伴ってメモリチップの製造コストが上昇し、このような技術的限界によってそれ以上チップを小型化することができないことから、採算性の問題に直面するだろうと予測されている。
【０００４】
したがって、既存のメモリを代替することが可能な、大容量の情報を無線で処理する携帯情報通信システムおよび機器の開発に適した超高速・大容量・低消費電力特性の次世代メモリの開発が活発に行われている。
【０００５】
次世代メモリは、半導体内部の基本単位であるセルを構成する物質によって強誘電体メモリ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ＲＡＭ）、強磁性メモリ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ＲＡＭ）、相変化メモリ（Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  ＲＡＭ）、ナノチューブＲＡＭ、ホログラフィックメモリ、有機メモリ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ｍｅｍｏｒｙ）などに分けられる。
【０００６】
これらの中でも、特に有機メモリは、上部電極と下部電極との間に有機物質を導入し、ここに電圧を加えて電圧値の双安定性（ｂｉｓｔａｂｉｌｉｔｙ）を用いてメモリ特性を実現するものである。このような有機メモリは、既存のフラッシュメモリの長所である不揮発性を実現しながら、短所といわれた工程性、製造コスト、集積度の問題を克服することができるため、次世代メモリとして大きな期待を集めている。
【０００７】
１９７９年米国のＰｏｔｅｍｂｅｒ等は、有機金属錯体電荷移動（ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）化合物であるＣｕＴＣＮＱ（７，７，８，８−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−ｐ−ｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を用いてナノ秒（ｎａｎｏ  ｓｅｃｏｎｄ）速度の電気的スイッチングおよびメモリ現象を最初に報告した（非特許文献１参照）。特許文献１は、ＣｕＴＣＮＱなどを用いる電気メモリ素子を開示している。このようなメモリ素子では、単分子のため、スピンコーティングなどの簡便な方法より高価の蒸着装置を用いた熱蒸着によってのみメモリの製造が可能なので、工程の面で利点がない。
【０００８】
電場印加の際に電気的双安定性を示す有機物質としては、電荷移動物質以外に伝導性高分子が知られており（非特許文献２参照）、有機染料であるフタロシアニン系統の化合物を用いてメモリ特性を報告した例もある（非特許文献３参照）。酸化−還元反応および電場の下における形態変化（ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ  ｃｈａｎｇｅ）によるスイッチング／メモリ特性も知られている（非特許文献４）。
【０００９】
特許文献２は、上部電極と下部電極との間にＮａＣｌやＣｓＣｌなどのイオン性塩を伝導性高分子に混合した中間層を含む半導体素子を開示しているが、このような素子は、電場による電荷分離現象を用いてスイッチング／メモリ特性を実現する。ところが、伝導性高分子の場合には、スピンコーティングは可能であるが、正確な分子量および分布の実現に困難性があって物質の再現性が問題となることにより、均一な素子の性能が得られないという問題点がある。
【００１０】
特許文献３は、ポリ（ビニルジフルオロエチレン）などのフッ素系高分子の結晶状態による強誘電性（ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）を用いたメモリ素子を開示している。ところが、フッ素系高分子の場合には、フッ素の疎水性特性によりコーティンに困難性があって生産性が低下するという問題点があり、情報の書き込みが１回のみ可能であり、格納された情報の読み取りは光学的に行われるが、これにより素子の大きさおよび複雑性が増加するという問題点がある。
【特許文献１】特開昭６２−９５６８８２号公報
【特許文献２】米国特許公開第２００２−１６３０５７号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０５５，１８０号明細書
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３４（１９７９）４０５
【非特許文献２】Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍ  ４４６（２００４）２９６〜３００
【非特許文献３】Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ４（２００３）３９〜４４
【非特許文献４】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒ  ８２（２００３）１２１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、不揮発性特性を有しかつ単純工程および低コストで製造可能なメモリ素子を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、高集積度、低消費電力および高速スイッチング特性を持つ不揮発性メモリ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明に係るメモリ素子は、上部電極と下部電極との間に有機材料層を含むメモリ素子であって、前記有機材料層が、少なくとも１つの電子供与基（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｏｎａｔｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ）および少なくとも１つの電子受容基（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ａｃｃｅｐｔｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ）を有するデンドリマーを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るメモリ素子は、前記有機材料層が、デンドリマー以外の別の電子供与化合物および電子受容化合物の中の少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１５】
本発明に係るメモリ素子は、前記下部電極上または前記上部電極の下にバリア層をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
本発明に係るメモリ素子は、前記デンドリマーの分子量が、５００〜１０００００であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係るメモリ素子は、前記デンドリマーの電子供与基が、芳香族アミン基（ａｒｏｍａｔｉｃ  ａｍｉｎｅ  ｇｒｏｕｐ）、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、ピラニリデン（ｐｙｒａｎｙｌｉｄｅｎｅ）、テトラカルコゲナフルバレン（ｔｅｔｒａｃｈａｌｃｏｇｅｎａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチアフルバレン（ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチオナフタレン（ｔｅｔｒａｔｈｉｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、テトラセレナペリレン（ｔｅｔｒａｓｅｌｅｎａｐｅｒｙｌｅｎｅ）およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることが好ましい。
【００１８】
本発明に係るメモリ素子は、前記電子供与基が、芳香族アミン基であることがより好ましい。
【００１９】
本発明に係るメモリ素子は、前記電子受容基が、テトラシアノキノジメタン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、テトラシアノエチレン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ジクロロジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｃｙａｎｏ−ｐ−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジチオレン金属複合体、Ｃ６０およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることが好ましい。
【００２０】
本発明に係るメモリ素子は、前記電子供与化合物が、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、ピラニリデン（ｐｙｒａｎｙｌｉｄｅｎｅ）、テトラカルコゲナフルバレン（ｔｅｔｒａｃｈａｌｃｏｇｅｎａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチアフルバレン（ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチオナフタレン（ｔｅｔｒａｔｈｉｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、テトラセレナペリレン（ｔｅｔｒａｓｅｌｅｎａｐｅｒｙｌｅｎｅ）およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることが好ましい。
【００２１】
本発明に係るメモリ素子は、前記電子受容化合物が、テトラシアノキノジメタン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、テトラシアノエチレン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ジクロロジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｃｙａｎｏ−ｐ−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジチオレン金属複合体、Ｃ６０およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るメモリ素子は、前記上部電極及び／又は前記下部電極が、金属、金属合金、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、炭素、伝導性高分子および有機導電体よりなる群から選択されることが好ましい。
【００２３】
本発明に係るメモリ素子は、前記上部電極及び／又は前記下部電極が、金、銀、鉄、白金、アルミニウム、銅、チタニウム、タングステン、インジウムスズ酸化物、カリウム、亜鉛およびマグネシウムよりなる群から選択されることが好ましい。
【００２４】
本発明に係るメモリ素子は、前記伝導性高分子が、ポリジフェニルアセチレン、ポリ（ｔ−ブチル）ジフェニルアセチレン、ポリ（トリフルオロメチル）ジフェニルアセチレン、ポリ（ビストリフルオロメチル）アセチレン、ポリビス（ｔ−ブチルジフェニル）アセチレン、ポリ（トリメチルシリル）ジフェニルアセチレン、ポリ（カルバゾール）ジフェニルアセチレン、ポリジアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリピリジンアセチレン、ポリメトキシフェニルアセチレン、ポリメチルフェニルアセチレン、ポリ（ｔ−ブチル）フェニルアセチレン、ポリニトロフェニルアセチレン、ポリ（トリフルオロメチル）フェニルアセチレン、ポリ（トリメチルシリル）フェニルアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリシラン、ポリスチレン、ポリフラン、ポリインドル、ポリアズレン、ポリフェニレン、ポリピリジン、ポリビピリジン、ポリフタロシアニン、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）およびこれらの誘導体よりなる群から選択される材料を含むことが好ましい。
【００２５】
本発明に係るメモリ素子は、前記バリア層が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＮｂＯｘ、ＴｉＯｘ、ＣｒＯｘ、ＶＯｘ、ＴａＯｘ、ＣｕＯｘ、ＭｇＯｘ、ＷＯｘおよびＡｌＮＯｘよりなる群から選択される物質を含むことが好ましい。
【００２６】
本発明に係るメモリ素子は、前記バリア層が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＴｉＯ２およびＶ２Ｏ３よりなる群から選択される物質を含むことが好ましい。
【００２７】
本発明に係るメモリ素子は、前記有機材料層の厚さが５０〜３０００Åであることが好ましい。
【００２８】
本発明に係るメモリ素子は、前記バリア層の厚さが２０〜３００Åであることが好ましい。
【００２９】
本発明に係るメモリ素子は、前記上部電極、前記下部電極および前記有機層材料が有機材料からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る有機メモリ素子は、不揮発性特性を有し、集積度に優れて高容量の実現が可能であり、製造工程が単純であるうえ、製造コストが低いという利点を有する。また、本発明は、低電圧および低電流における駆動が可能であって消費電力が少ないという利点も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら、本実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るメモリ素子の断面図である。図１に示すように、メモリ素子１００は、上部電極１０と下部電極３０との間に挟まれている有機材料層２０とを備える。有機材料層２０は、少なくとも１つの電気供与基と少なくとも１つの電子受容基を有するデンドリマーを含む。メモリ素子１００に電圧を印加すると、有機材料層２０の抵抗値が双安定性を示してメモリ特性を実現する。また、このようなメモリ特性は、有機材料の特性により現われるもので、電極がなくてもその性質をそのまま保つので、メモリ素子１００は不揮発性特性を有する。
【００３２】
有機材料層２０はデンドリマーを含む。デンドリマーは、コーティング性に優れるうえ、物質の正確な化学的構造を確保し且つ電荷捕獲（ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｐｐｉｎｇ）によってメモリ特性を提供することができる。デンドリマー分子は、中心に原子がなく、外殻には様々な化学単位と反応することが可能な反応基が存在する。
【００３３】
本実施形態に係るデンドリマーは、メモリ特性を与えるために少なくとも１つの電子供与基と少なくとも１つの電子受容基を含み、分子量が５００〜１０００００程度であることが好ましい。デンドリマーは、一定に繰り返される単位構造が追加される場合、これにより世代（ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）が増加し、その合成過程において他の高分子とは異なり分子量または表面作用基を完璧に調節することができるという利点を有する。
【００３４】
デンドリマーは、中心から表面へ構造が伸び出るようにする発散型合成法（ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）またはこれと逆に外部から内部に合成していく収斂型合成法（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）によって合成できる。
【００３５】
本実施形態において、デンドリマーの電子供与基は、芳香族アミン基（ａｒｏｍａｔｉｃ  ａｍｉｎｅ  ｇｒｏｕｐ）、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、ピラニリデン（ｐｙｒａｎｙｌｉｄｅｎｅ）、テトラカルコゲナフルバレン（ｔｅｔｒａｃｈａｌｃｏｇｅｎａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチアフルバレン（ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチオナフタレン（ｔｅｔｒａｔｈｉｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、テトラセレナペリレン（ｔｅｔｒａｓｅｌｅｎａｐｅｒｙｌｅｎｅ）およびこれらの誘導体よりなる群から選択されるが、必ずしもこれらに制限されるものではない。
【００３６】
本実施形態において、デンドリマーの電子受容基は、テトラシアノキノジメタン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、テトラシアノエチレン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ジクロロジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｃｙａｎｏ−ｐ−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジチオレン金属複合体、Ｃ６０およびこれらの誘導体よりなる群から選択されるが、必ずしもこれらに制限されるものではない。
【００３７】
有機材料層２０は、スピンコーティング、インクジェットプリンティング、ロールツーロールコーティング（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ  ｃｏａｔｉｎｇ）、熱蒸着法などの方法によって形成できる。有機材料層２０の厚さは、約５０〜３０００Åであることが好ましい。
【００３８】
また、他の実施形態において、有機材料層２０は、少なくとも１つの電子供与基と少なくとも１つの電子受容基を有するデンドリマー以外に、別途の電子供与化合物および電子受容化合物の少なくとも１つまたは２つを含むことができる。このような一例として、電子供与化合物および電子受容化合物としては、電子供与基または電子受容基として例示した前記化合物がデンドリマーに結合せず独立に存在する化合物を使用することができる。
【００３９】
電子供与化合物は、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、ピラニリデン（ｐｙｒａｎｙｌｉｄｅｎｅ）、テトラカルコゲナフルバレン（ｔｅｔｒａｃｈａｌｃｏｇｅｎａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチアフルバレン（ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ）、テトラチオナフタレン（ｔｅｔｒａｔｈｉｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、テトラセレナペリレン（ｔｅｔｒａｓｅｌｅｎａｐｅｒｙｌｅｎｅ）およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることが好ましい。
【００４０】
一方、電子受容化合物は、テトラシアノキノジメタン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、テトラシアノエチレン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ジクロロジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｃｙａｎｏ−ｐ−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジチオレン金属複合体、Ｃ６０およびこれらの誘導体よりなる群から選択されることが好ましい。
【００４１】
上部電極１０及び／又は下部電極３０は、金属、金属酸化物、金属合金、金属窒化物（ｍｅｔａｌ  ｎｉｔｒｉｄｅｓ）、金属酸化物、金属硫化物、炭素及び伝導性高分子、有機導電体（ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）よりなる群から選択される１つ以上の電気伝導性材料を含むことが好ましい。具体的な電極材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、インジウムスズ酸化物、カリウム、亜鉛、マグネシウムを含むが、必ずしもこれらに限定されるものではない。上部電極１０および下部電極３０が有機材料で形成される場合には、メモリ素子１００は、素子全体が有機材料からなる完全な有機メモリを得ることができる。
【００４２】
伝導性高分子の具体的な例としては、ポリジフェニルアセチレン、ポリ（ｔ−ブチル）ジフェニルアセチレン、ポリ（トリフルオロメチル）ジフェニルアセチレン、ポリ（ビストリフルオロメチル）アセチレン、ポリビス（ｔ−ブチルジフェニル）アセチレン、ポリ（トリメチルシリル）ジフェニルアセチレン、ポリ（カルバゾール）ジフェニルアセチレン、ポリジアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリピリジンアセチレン、ポリメトキシフェニルアセチレン、ポリメチルフェニルアセチレン、ポリ（ｔ−ブチル）フェニルアセチレン、ポリニトロフェニルアセチレン、ポリ（トリフルオロメチル）フェニルアセチレン、ポリ（トリメチルシリル）フェニルアセチレンおよびこれらの誘導体のようなポリアセチレンポリマーを含む。その他使用可能な伝導性高分子としては、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリシラン、ポリスチレン、ポリフラン、ポリインドル、ポリアズレン、ポリフェニレン、ポリピリジン、ポリビピリジン、ポリフタロシアニン、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）およびこれらの誘導体を挙げることができる。
【００４３】
上部電極１０および下部電極３０は、熱蒸着のような蒸着法、スパッタリング、ｅ−ビーム蒸発（ｅ−ｂｅａｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）などの従来の方法によって形成できる。
【００４４】
図２は、本実施形態に係るメモリマトリックスの一例を示す図である。図２に示すように、メモリマトリックスは、ガラスまたはシリコンなどの適切な基板上に蒸着される。メモリマトリックスは、基板上に形成された下部電極３０、下部電極３０上に形成された有機材料層２０、有機材料層２０上に形成された上部電極１０を備える。ここで、基板としては、既存の有機系基板または無機系基板が利用でき、特にフレキシブル基板（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）が好ましい。上部電極１０と下部電極３０との交差地点に形成されるセルが双安定性特性を提供する。
【００４５】
メモリ素子は、電極を保護するために下部電極の上又は上部電極の下にバリア層を備えていてもよい。図３は、バリア層を備えるメモリ素子の断面図である。図４は、バリア層を備えるメモリマトリックスの斜視図である。図３および図４に示すように、基板３１上に下部電極３２が形成され、その下部電極３２上にバリア層３３が形成され、バリア層３３上に有機材料層３４および上部電極３５が順次形成される。バリア層３３は、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＮｂＯｘ、ＴｉＯｘ、ＣｒＯｘ、ＶＯｘ、ＴａＯｘ、ＣｕＯｘ、ＭｇＯｘ、ＷＯｘ、ＡｌＮＯｘよりなる群から選択される物質を含む。好ましいバリア層３３の素材はＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＴｉＯ２およびＶ２Ｏ３を含む。また、バリア層３３は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＴｉＯ２およびＶ２Ｏ３よりなる群から選択される物質を含むことが好ましい。バリア層３３の厚さは、２０〜３００Å範囲内であることが好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例を挙げて本発明についてより詳細に説明する。なお、これらの実施例は本発明を説明するためのもので、本発明の保護範囲を制限するものではない。
【００４７】
〈実施例１〉
デンドリマーとして下記化学式（１）のトリス（４−（３，５−ビス（４−（４，６−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）スチリル）スチリル）フェニル）アミン０．１ｇをジクロロメタンに溶かした後、孔径０．２μｍのマイクロシリンジフィルタで粒子を除去してコーティング液を製造した。次に、得られたコーティング液をＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が蒸着されているガラス基板上にスピンコーターでコートし、８０℃でベーキングして溶媒を除去した。この際、アルファ−ステッププロフィロメーター（Ａｌｐｈａ−Ｓｔｅｐ  Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）を用いて膜厚を１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度となるように調節した。上部電極は、銅を熱蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）によって蒸着して形成し、蒸着される上部電極の厚さはクォーツクリスタルモニター（ｑｕａｒｔｚ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｍｏｎｉｔｏｒ）によって調節した。
【００４８】
この方法によって製作された素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を図５に示した。ここで、図５は、実施例１により製作された素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を示す図面である。電圧スキャンは０．１Ｖ／スイープ（ｓｗｅｅｐ）で行った。図５に示すように、一番目のバイアススイープでは０．３Ｖ付近で電流が急激に増加しながらセット（ｓｅｔ）状態になり、１．８Ｖで電流が急激に減少しながらリセット（ｒｅｓｅｔ）状態になった。セット状態とリセット状態間の電流は２オーダー（ｏｒｄｅｒ）の大きな差を示した。この素子をセット状態で電圧を除去した後、２番目でスイープを行うと、低い電圧でも高い電流状態を維持した。このような結果から、本発明のメモリ素子は同一の印加電圧で２種の抵抗値を有する双安定性を示すので不揮発性メモリとして用途を持つことができることを確認できる。
【００４９】
【化１】
2006191083.tif 000003
【００５０】
〈実施例２〉
デンドリマーとしての下記化学式（２）で表わされるトリス（４−（４−（４，６−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）スチリル）フェニル）アミン０．１ｇと、電子受容物質としての化学式（３）で表わされるテトラシアノキノジメタン０．２ｇをジクロロメタンに溶かした後、孔径０．２μｍのマイクロシリンジフィルタで粒子を除去してコーティング液を製造した。次に、得られたコーティング液をＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が蒸着されているガラス基板上にスピンコーターでコートし、８０℃でベーキングして溶媒を除去した。この際、アルファ−ステッププロフィロメーターを用いて膜厚を１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度となるように調節した。上部電極は、銅を熱蒸着法によって蒸着して形成し、蒸着される上部電極の厚さはクォーツクリスタルモニターによって調節した。
【００５１】
【化２】
2006191083.tif 000004
【００５２】
【化３】
2006191083.tif 000005
【００５３】
この方法によって製作されたメモリ素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を図６に示した。図６は、実施例２により製作された素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を示す図面である。図６に示すように、実施例２で製作されたメモリ素子は、双安定性およびその不揮発性メモリ素子としての有用性を有する。
【００５４】
〈実施例３〉
デンドリマーとしての下記化学式（４）で表わされるＮ−（４−（４−（４，６−ビス（４−（４−（ビス（４−（４−（４，６−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−イル）スチリル）フェニル）アミノ）スチリル）フェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）スチリル）フェニル）−４−（４−（４，６−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）スチリル）−Ｎ−（４−（４−（４，６−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）スチリル）フェニル）ベンゼンアミン０．３ｇと、電子受容物質としてのジクロロジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｃｙａｎｏ−ｐ−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ）０．０５ｇをジクロロメタンに溶かした後、孔径０．２μｍのマイクロシリンジフィルタで粒子を除去してコーティング液を製造した。次に、得られたコーティング液をＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が蒸着されているガラス基板上にスピンコーターでコートし、８０℃でベーキングして溶媒を除去した。この際、アルファ−ステッププロフィロメーターを用いて膜厚を１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度となるように調節した。上部電極は、銅を熱蒸着法によって蒸着して形成し、蒸着される電極の厚さはクォーツクリスタルモニターによって調節した。
【００５５】
【化４】
2006191083.tif 000006
【００５６】
この方法によって製作された素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を図７に示した。図７は、実施例３により製作された素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を示す図面である。図６に示すように、実施例３で製作されたメモリ素子は、双安定性およびその不揮発性メモリ素子としての有用性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態に係るメモリ素子の断面図である。
【図２】本実施形態に係るメモリマトリックスの一例を示す図である。
【図３】バリア層を備えるメモリ素子の断面図である。
【図４】バリア層を備えるメモリマトリックスの斜視図である。
【図５】実施例１により製作された素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を示す図面である。
【図６】実施例２により製作された素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を示す図面である。
【図７】実施例３により製作された素子の電流−電圧（ＩＶ）特性曲線を示す図面である。
【符号の説明】
【００５８】
１０    上部電極
２０    有機材料層
３０    下部電極
３１    基板
３２    下部電極
３３    バリア層
３４    有機材料層
３５    上部電極
【図１】
2006191083.tif 000007
【図２】
2006191083.tif 000008
【図３】
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【図４】
2006191083.tif 000010
【図５】
2006191083.tif 000011
【図６】
2006191083.tif 000012
【図７】
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