(57)【要約】  本発明はメモリ用組成物に関し、同組成物と、２つの電極とからなるメモリセルに関する。さらに本発明は、微細電子部品の製造方法及び微細電子部品の製造における本発明の組成物の使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）次の化学式１により表される単量体Ｍ１と、
【化１】
2007507869.tif 000007
［ここで、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４は各々独立に、Ｈ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＯＨ，ＳＨ、置換若しくは未置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、Ｏ−アルキル、Ｏ−アルケニル、Ｏ−アルキニル、Ｓ−アルキル、Ｓ−アルケニル、Ｓ−アルキニル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール又はＳ−ヘテロアリールであるか、−（ＣＦ２）ｎ−ＣＦ３，−ＣＦ（（ＣＦ２）ｎＣＦ３）２，−Ｑ−（ＣＦ２）ｎＣＦ３，−ＣＦ（ＣＦ３）２又は−Ｃ（ＣＦ３）３であり；
ｎ＝０〜１０である；］
ｂ）次の化学式２，３により表される単量体Ｍ２，Ｍ３のうちの少なくとも一方とを含有し、
【化２】
2007507869.tif 000008
［ここで、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＣＮ，ＮＯ２、置換若しくは未置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、Ｏ−アルキル、Ｏ−アルケニル、Ｏ−アルキニル、Ｓ−アルキル、Ｓ−アルケニル、Ｓ−アルキニル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール、Ｓ−ヘテロアリール、アラルキル又はアリールカルボニルである；］
Ｑは、−Ｏ−又は−Ｓ−である記憶装置用の組成物。
【請求項２】
化学式１において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４は各々独立に、置換若しくは未置換のアルキル、Ｏ−アルキル、Ｓ−アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール又はＳ−ヘテロアリールである請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
化学式２及び３のうちの少なくとも一方において、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、Ｃｌ，ＣＮ又はＮＯ２である請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
化学式２及び３のうちの少なくとも一方において、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、次の化学式である請求項１又は２に記載の組成物。
【化３】
2007507869.tif 000009
【請求項５】
Ｍ１はテトラチオフルバレンであり、Ｍ２はクロラニルである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
重合体材料を含有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
重合体材料は、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリキノリン、ポリキノキサリン、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリメタクリレート又はポリイミド、並びにこれらの前駆体、これらの混合物、及びこれらの共重合体から選択される請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
溶媒を含有する請求項６又は７に記載の組成物。
【請求項９】
溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、メトキシプロピルアセテート、エトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のエチレングリコールエーテル、エトキシエチルプロピオネート及びエチルアセテートから選択される請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
単量体Ｍ１，Ｍ２及びＭ３のうちの少なくとも１つは重合体材料に対し化学的に結合されている請求項６乃至９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の組成物と、２つの電極とからなるメモリセルであって、組成物は２つの電極の間に配置されているメモリセル。
【請求項１２】
電極は、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、窒化チタン及び窒化タンタル並びにこれらの組み合わせから選択される請求項１１に記載のメモリセル。
【請求項１３】
電極は構造化されている請求項１１又は１２に記載のメモリセル。
【請求項１４】
構造化はシャドウマスク法又はフォトリソグラフィー法により行われている請求項１３に記載のメモリセル。
【請求項１５】
組成物及び電極の層厚はそれぞれ２０ｎｍ〜２０００ｎｍである請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項１６】
組成物及び電極の層厚はそれぞれ５０ｎｍ〜２００ｎｍである請求項１５に記載のメモリセル。
【請求項１７】
重合体材料の関連する表面に対する接着を強化するための接着向上剤が使用されている請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項１８】
接着向上剤は次の化合物のうちの１つを含有する請求項１７に記載のメモリセル。
【化４】
2007507869.tif 000010
【請求項１９】
ダイオード、ＰＩＮダイオード、Ｚダイオード又はトランジスタと組み合わせられている請求項１１乃至１８のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項２０】
微細電子部品の製造方法であって、
ａ）シリコンウエハに対し第１の電極を付着させる工程と、
ｂ）工程ａ）にて形成された電極に対し請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の組成物を付着させる工程と、
ｃ）工程ｂ）にて形成された層に対し第２の電極を付着させる工程とからなる方法。
【請求項２１】
工程ａ）及び工程ｃ）において、付着は蒸着又はスパッタリングにより行われる請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
工程ｂ）において、組成物はスピンコートにより付着され、続いて乾燥される請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
組成物中の単量体は真空蒸着と同時に又は真空蒸着の直後に付着される請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２４】
微細電子部品の製造における請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項２５】
メモリ及びスイッチ媒体としての請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記憶装置用組成物に関し、同組成物と、２つの電極とからなるメモリセルに関する。さらに本発明は、微細電子部品の製造方法及び微細電子部品の製造における本発明の組成物の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子用及び光電子用有機半導体には、発光ダイオード、電界効果トランジスタ、スイッチングメモリ用装置、メモリ素子、論理素子及び複合レーザが含まれる。材料系電子工学から分子系電子工学への産業の変化を通じて、共役有機化合物における電圧誘起スイッチング現象がより詳細に調査される傾向にある。この現象が最初に観察されたのは、３０年よりも前である。
【０００３】
不揮発性でかつ高速なメモリは、例えば、ラップトップ、ＰＤＡ、移動体電話、デジタルカメラ、ＨＤＴＶデバイス等、多くの携帯デバイスの基本要件である。そうしたデバイスでは、スイッチをオンとする起動の際にブート処理が不要であり、急な電源停止によりデータ損失が発生することもない。強誘電性を有する材料や、又は磁気トンネル接合（ＭＴＪ）からなるメモリ素子のほか、２つの安定な状態間で可逆的に抵抗を変化させる（抵抗効果）ことが可能な材料は不揮発性メモリに特に適切である。この２つの異なる抵抗値は電流により検知可能である。例えば、強誘電性効果によるメモリと比較して、この抵抗メモリのさらなる利点は、読み出しの際にメモリ状態が消去されないため再書き込みが不要なことである。ＭＴＪからなる、複数の複合層の連続から構成されるメモリ素子と比較して、抵抗材料からなるメモリ素子の構造は非常に単純である。
【０００４】
メモリ素子として用いることが可能なスイッチングデバイスでは、同じ印加電圧において２つの異なる伝導状態が観察される。この２つの異なる伝導状態は一定の大きさの電圧までは安定であるが、閾値電圧を超えると一方の伝導状態から他方の伝導状態へと変換され得る。この２つの異なる伝導状態間の可逆的スイッチングは、一般に、電圧極性の反転により行われるが、電圧の大きさがそれぞれの閾値電圧よりも幾分大きいことが必要である。２つの異なる伝導状態を検知するため、即ち、抵抗の検知のためには、他方の伝導状態への変換を避けるように、印加電圧が閾値電圧より低いことが必要である。２つの伝導状態が存在することを説明するため、幾つかの機構が検討されている。
【０００５】
アントラセン薄膜において及びＣｒドープされた無機酸化膜による構造において観察された伝導状態はトラップ（Ｆａｌｌｅ）の存在に由来するものであり、このトラップが強力な電界の下で満たされることにより、フィラメント状態による高い電荷キャリヤ移動度が生じると考えられている。複雑な３層構造においては、電荷貯蔵のため及び高伝導度（２つの状態間の電流比であるオン：オフの比＝１０６）のスイッチングを提供するため、２つの活性な有機層の間に追加の金属層が導入された。これらの高性能デバイスにおいてはスイッチング機構がかさ高く、それらのデバイスを分子程度の大きさまで縮小することは制限される。
【０００６】
単層の分子スイッチングデバイスにおいてはオン・オフ比が一般に低く（５０〜８０）、メモリは数分しか持続しない（ニトロアミン系で約１５分）。高伝導状態は分子の電子還元による共役の変化に由来するものと考えられている。オン・オフ比を増大させる方法は、オン状態の電流を増大させるか又はオフ状態の電流を減少させることによる。従来技術では、非常に低伝導性のオフ状態を有する分子を生成する目的で、ローズベンガルが選択された。ローズベンガルでは、分子の全面を通じて電子受容基が分布している。供与基
が存在しない場合、ベンゼン環の電子分布密度は減少し、分子の共役が大きな影響を受ける。
【０００７】
非特許文献１には、分子の共役を回復させることにより、ローズベンガルにおいて高いオン・オフ比で伝導性をスイッチングすることが報告されている。それらの構造をデータ記憶装置において動作させることが可能なデバイスにおける、メモリ効果も記載されている。非特許文献１に開示されているデバイスでは、多くのサイクルに渡り状態を書き込むこと又は消去することや、その状態を読み出すことが可能であった。スイッチングデバイスにおいては、活性な半導体は、阻止電圧により消去されるまで自身の伝導状態を保持した。電子還元による分子の共役の回復により、高伝導状態が生じた。同時期のスイッチデバイスと比較して、単層サンドイッチ構造におけるそうした高オン・オフ比は、オフ状態における低クリープ電流又は低リーク電流によるものと考えられる。分子に供与基を付加することにより、オフ状態の電流が増大し、したがってオン・オフ比が低下したことから、超分子構造において共役の回復の概念が確認された。上述の非特許文献１には、分子スイッチングデバイスにおいて高オン・オフ比を達成する有機分子の選択に関して、幾つかの一般化された例が示されている。
【０００８】
上述のように、有機材料が不揮発性メモリとして機能できることは一般に知られている。しかしながら、上述の非特許文献１において記載されている材料は、非常に不便な製法（真空下で数時間のオーブン処理）を必要とするとともに、インジウムスズ酸化物電極に依存し、３Ｖ以上の電圧においてのみスイッチングする（例えば、非特許文献１の図５を参照）。
【非特許文献１】エイ．ボンドパッダエ（Ａ．Ｂａｎｄｙｏｐａｄｈｙａｙ）ら、「データ記憶装置用有機分子における大きな伝導性スイッチング及びメモリ効果（Ｌａｒｇｅ  ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ａｎｄ  ｍｅｍｏｒｙ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ｆｏｒ  ｄａｔａ−ｓｔｏｒａｇｅ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」、アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）、２００３年２月２４日、第８２巻、第８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これに鑑みて、本発明の目的は、異なる抵抗の２つの安定な状態間でスイッチング可能であり、したがって不揮発性メモリとして機能できる材料を提供することである。本発明のさらなる目的は、上述の目的のために機能するとともに、例えば、スピンコート等、微細電子工学において慣用的な方法により加工可能であり、微細電子工学において用いられる電極の使用によりスイッチング可能な材料を提供することである。本発明のさらなる目的は、不揮発性メモリとして、低電圧にてスイッチングする有機材料を提供することである。
【００１０】
本発明による材料は１Ｖ以下の低電圧においてスイッチング可能であるため、特に有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、本発明において記憶装置用の新規な材料を提供することにより達成される。この材料は単量体Ｍ１を含有し、さらに単量体Ｍ２及びＭ３のうちの少なくとも一方を含有する。
【００１２】
詳細には、本発明は以下の態様及び実施形態による。
第１の態様においては、本発明は記憶装置用組成物に関する。この組成物は、次の成分を含有する：
ａ）次の化学式１により表される単量体Ｍ１、
【００１３】
【化１】
2007507869.tif 000002
【００１４】
［ここで、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４は各々独立に、Ｈ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＯＨ，ＳＨ、置換若しくは未置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、Ｏ−アルキル、Ｏ−アルケニル、Ｏ−アルキニル、Ｓ−アルキル、Ｓ−アルケニル、Ｓ−アルキニル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール又はＳ−ヘテロアリールであるか、−（ＣＦ２）ｎ−ＣＦ３，−ＣＦ（（ＣＦ２）ｎＣＦ３）２，−Ｑ−（ＣＦ２）ｎ−ＣＦ３，−ＣＦ（ＣＦ３）２又は−Ｃ（ＣＦ３）３であり；
ｎ＝０〜１０である；］
ｂ）次の化学式２，３により表される単量体Ｍ２，Ｍ３のうちの少なくとも一方、
【００１５】
【化２】
2007507869.tif 000003
【００１６】
［ここで、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＣＮ，ＮＯ２、置換若しくは未置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、Ｏ−アルキル、Ｏ−アルケニル、Ｏ−アルキニル、Ｓ−アルキル、Ｓ−アルケニル、Ｓ−アルキニル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール、Ｓ−ヘテロアリール、アラルキル又はアリールカルボニルである；］
Ｑは、−Ｏ−又は−Ｓ−である。
【００１７】
したがって、本発明においては、単量体Ｍ１及びＭ２の組み合わせ、Ｍ１及びＭ３の組み合わせ、又はＭ１、Ｍ２及びＭ３の組み合わせが可能である。
好適な一実施形態では、化学式１において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４は各々独立に、置換若しくは未置換のアルキル、Ｏ−アルキル、Ｓ−アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール又はＳ−ヘテロアリールである。
【００１８】
好適には、化学式２及び３のうちの少なくとも一方において、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、Ｃｌ，ＣＮ又はＮＯ２である。
特に好適には、化学式２及び３のうちの少なくとも一方において、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、次の化学式である。
【００１９】
【化３】
2007507869.tif 000004
【００２０】
Ｍ１に特に好適な単量体はテトラチオフルバレン（Ｒ１〜Ｒ４＝Ｈ）であり、Ｍ２に特に好適な単量体はクロラニル（Ｒ９及びＲ１０＝Ｃｌ）である。
本明細書において用いられる用語「アルキル」には、炭素数１〜１０、特に好適には炭素数１〜６の直鎖及び分岐鎖のアルキル基並びにシクロアルキル基が含まれる。同様に、本明細書において用いられる用語「アルケニル」、「アルキニル」は、それぞれ、炭素数１〜１０、特に好適には炭素数１〜６の直鎖及び分岐鎖のアルケニル基、アルキニル基に関する。
【００２１】
本明細書において用いられる用語「アリール」は、好適には炭素数６〜１８、特に好適には炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基に関し、それらを含む。
特に好適な一実施形態では、本発明の組成物は重合体材料を含有する。単量体Ｍ１，Ｍ２及びＭ３のうちの少なくとも１つは、一般的な適切な溶媒中で、この重合体材料と共に配合される。続いて、この配合は、例えば、スピンコート等により、問題なく処理される。
【００２２】
好適な重合体材料は、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリキノリン、ポリキノキサリン、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリメタクリレート又はポリイミド、並びにこれらの前駆体、こ
れらの混合物、及びこれらの共重合体である。
【００２３】
先に述べたように、この混合物は好適には溶媒に溶解される。好適には、この溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、メトキシプロピルアセテート、エトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のエチレングリコールエーテル、エトキシエチルプロピオネート及びエチルアセテートから選択される。
【００２４】
単量体Ｍ１，Ｍ２及びＭ３のうちの少なくとも１つの提供及びそれに続く混合に代えて、これらの単量体が重合体材料に対し化学的に結合され、続いて、溶媒に溶解されてもよい。
【００２５】
第２の態様においては、本発明はメモリセルに関する。このメモリセルは上述の組成物と、２つの電極とからなり、組成物は２つの電極の間に配置されている。
微細電子工学において慣用的な全ての材料が電極に適切であるが、特に、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、窒化チタン及び窒化タンタルを含む電極が好適である。
【００２６】
好適には、電極は構造化されている。好適には、この構造化はシャドウマスク法又はフォトリソグラフィー法により行われている。
組成物及び電極の層厚は、それぞれ、好適には２０ｎｍ〜２０００ｎｍ、特に好適には５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２７】
接着向上剤を用いることにより、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化タンタル、タンタル、銅、アルミニウム、チタン又は窒化チタン等、重合体材料の微細電子工学に関連する表面に対する接着を強化できる。
【００２８】
好適には、次の化合物を接着向上剤として用いることができる。
【００２９】
【化４】
2007507869.tif 000005
【００３０】
さらなる一実施形態では、メモリセルはダイオード、ＰＩＮダイオード若しくはＺダイオード又はトランジスタと組み合わせられている。
第３の態様においては、本発明は微細電子部品の製造方法に関する。この製造方法は、
ａ）シリコンウエハに対し第１の電極を付着させる工程と、
ｂ）工程ａ）にて形成された電極に対し本発明の組成物を付着させる工程と、
ｃ）工程ｂ）にて形成された層に対し第２の電極を付着させる工程とからなる。
【００３１】
好適な一実施形態では、工程ａ）及び工程ｃ）において、付着は蒸着又はスパッタリングにより行われる。
好適には、工程ｂ）において、組成物はスピンコートにより付着され、続いて乾燥される。
【００３２】
さらなる一実施形態では、組成物に存在する単量体は真空蒸着と同時に又は真空蒸着の直後に付着される。
好適には、本発明の組成物は、微細電子部品の製造において用いられるか、又はメモリ媒体として用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
［実施例］
実施例１：底部電極の作製
底部電極の金属は高真空蒸着法又はスパッタリング法により、ＳｉＯ又はＳｉＮの絶縁表面を有するシリコンウエハに対し付着される。この金属には、例えば、銅、アルミニウム、金、チタン、タンタル、タングステン、窒化チタン又は窒化タンタル等、微細電子工学に関連する全ての金属が用いられてよい。金属の構造化は、シャドウマスク法による金属の付着により行われてもよく、又は、表面全体に付着された金属を公知の手法によりリソグラフィー法で構造化し、続いてエッチングすることにより行われてもよい。
【００３４】
実施例２：重合体溶液の調整
２５ｇのポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズイミダゾール又はポリメタクリレート、５ｇのテトラチアフルバレン及び５．９８ｇのクロラニルを、７５ｇの蒸留したＮ−メチルピロリドン（ＶＬＳＩ−Ｓｅｌｅｃｔｉｐｕｒ（登録商標））又は蒸留したγ−ブチロラクトン（ＶＬＳＩ−Ｓｅｌｅｃｔｉｐｕｒ（登録商標））に溶解する。便法としては、この溶解処理は室温にて振とう機により行われる。続いて、この溶液を加圧下で０．２μｍのフィルタを通して清浄な無塵サンプル管へと濾過する。重合体溶液の粘度は、溶解した重合体の質量により変化し得る。
【００３５】
実施例３：重合体溶液の調整
２５ｇのポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズイミダゾール又はポリメタクリレート、４ｇのテトラチアフルバレン及び４．７８ｇのクロラニルを、７５ｇの蒸留したＮ−メチルピロリドン（ＶＬＳＩ−Ｓｅｌｅｃｔｉｐｕｒ（登録商標））又は蒸留したγ−ブチロラクトン（ＶＬＳＩ−Ｓｅｌｅｃｔｉｐｕｒ（登録商標））に溶解する。便法としては、この溶解処理は室温にて振とう機により行われる。続いて、この溶液を加圧下で０．２μｍのフィルタを通して清浄な無塵サンプル管へと濾過する。重合体溶液の粘度は、溶解した重合体の質量により変化し得る。
【００３６】
実施例４：重合体溶液の調整
２５ｇのポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズイミダゾール又はポリメタクリレート、５ｇのテトラメチルテトラチアフルバレン及び４．３５ｇのジクロロジシアノ−ｐ−ベンゾキノンを、７５ｇの蒸留したＮ−メチルピロリドン（ＶＬＳＩ−Ｓｅｌｅｃｔｉｐｕｒ（登録商標））又は蒸留したγ−ブチロラクトン（ＶＬＳＩ−Ｓｅｌｅｃｔｉｐｕｒ（登録商標））に
溶解する。便法としては、この溶解処理は室温にて振とう機により行われる。続いて、この溶液を加圧下で０．２μｍのフィルタを通して清浄な無塵サンプル管へと濾過する。重合体溶液の粘度は、溶解した重合体の質量により変化し得る。
【００３７】
実施例５：接着向上剤溶液による接着の強化
接着向上剤を用いることにより、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化タンタル、タンタル、銅、アルミニウム、チタン又は窒化チタン等、重合体材料の微細電子工学に関連する表面に対する接着を強化できる。
【００３８】
例えば、次の化合物を接着向上剤として用いることができる。
【００３９】
【化５】
2007507869.tif 000006
【００４０】
室温にて、清浄な無塵サンプル管中、０．５ｇの接着向上剤（例えば、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等）を、９５ｇのメタノール、エタノール又はイソプロパノール（ＶＬＳＩ−Ｓｅｌｅｃｔｉｐｕｒ（登録商標））及び５ｇの脱塩水に溶解する。室温で２４時間後、接着向上剤溶液は使用可能となる。この溶液を用いることができるのは３週間以内である。接着向上剤により、表面に単分子層を形成させる。便法として、スピンコート法により接着向上剤を付着させることができる。この目的において、接着向上剤溶液は０．２μｍのプレフィルタを通して付着され、５０００回転／分にて３０秒間回転される。続いて、１００℃、６０秒間の乾燥工程が行われる。
【００４１】
実施例６：スピンコート法による重合体の付着
実施例２〜４による濾過した重合体溶液を、実施例１により処理したシリコンウエハ又は実施例５により前処理された処理済みのシリコンウエハに対し、シリンジを用いて付着させ、スピンコーターにより均一に分布させる。層厚は５０〜５００ｎｍの範囲である。この後に、ホットプレート上で１２０℃で１分間及び２００℃で４分間、重合体を加熱する。
【００４２】
実施例７：有効成分の蒸着
重合体中の溶解した有効成分（供与体及び受容体）をスピンコートにより付着させる方法のほか、公知の共蒸着法により、成分Ｍ１と、Ｍ２又はＭ３とを付着させることも可能
である。実施例１により処理したシリコンウエハに対し、共蒸着により、２つの成分Ｍ１及びＭ２は、モル比１：１にて、１０〜３００ｎｍの層厚で付着される。ウエハは１０〜３０℃に冷却される。
【００４３】
実施例８：シャドウマスク法による頂部電極の作製
頂部電極の金属は、高真空蒸着法又はスパッタリング法を用いて実施例６又は７により処理されたシリコンウエハに対し、シャドウマスク法により付着される。この金属には、例えば、銅、アルミニウム、金、チタン、タンタル、タングステン、窒化チタン又は窒化タンタル等、微細電子工学に関連する全ての金属が用いられてよい。
【００４４】
実施例９：リソグラフィー処理による頂部電極の作製
頂部電極の金属は、高真空蒸着法又はスパッタリング法を用いて実施例６又は７により処理されたシリコンウエハに対し、表面全体に付着される。この金属には、例えば、銅、アルミニウム、金、チタン、タンタル、タングステン、窒化チタン又は窒化タンタル等、微細電子工学に関連する全ての金属が用いられてよい。頂部電極を構造化するために、スピンオン法によりフォトレジストが金属に対し付着され、露出されるとともに、構造化される。続いて、公知の手法のエッチングにより、フォトレジストにより覆われていない金属は除去される。残存するフォトレジストは適切な剥離剤を用いて除去される。
【００４５】
実施例１０：リフトオフ法による頂部電極の作製
実施例６又は７により処理されたシリコンウエハに対し、公知の手法によりフォトレジストが付着され、露出されるとともに、構造化される。続いて、高真空蒸着法又はスパッタリング法により、頂部電極の金属が表面全体に付着される。この金属には、例えば、銅、アルミニウム、金、チタン、タンタル、タングステン、窒化チタン又は窒化タンタル等、微細電子工学に関連する全ての金属が用いられてよい。リフトオフ処理により、フォトレジストと、フォトレジストに接着している金属とは除去される。
【００４６】
実施例１１：Ｉ（Ｕ）特性の測定
Ｉ（Ｕ）特性の測定は、図２に示す回路により行われる。
測定には、ＫＥＩＴＨＬＥＹ（登録商標）のＳＯＵＲＣＥＭＥＴＥＲ（登録商標）２４００シリーズを用いた。セルが示す典型的なＩ（Ｕ）特性を図３に示す。
【００４７】
セルはＣｕにおいて約０．６Ｖにて、高インピーダンス状態から安定な低インピーダンス状態へとスイッチングし、Ｃｕにおいて−０．３Ｖにて、安定な高インピーダンス状態へとスイッチングする。この２つの異なる抵抗状態は電圧が印加されない場合にも安定である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ＳｉＯ２表面、銅（スパッタされた）層、頂部層として本発明の材料、及びチタンのパッドを備えるシリコン基板からなる、本発明によるメモリセルの例示的なセル構造の図。
【図２】本発明によるメモリセルのＩ（Ｕ）特性を測定するために用いられる回路の図。測定には、ＫＥＩＴＨＬＥＹ（登録商標）のＳＯＵＲＣＥＭＥＴＥＲ（登録商標）２４００シリーズを用いた。
【図３】本発明によるメモリセルの典型的なＩ（Ｕ）特性の図。
【図１】
2007507869.tif 000011
【図２】
2007507869.tif 000012
【図３】
2007507869.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月5日(2005.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物と、２つの電極とからなり、組成物は２つの電極の間に配置されているメモリセルであって、
組成物は、
重合体材料と、
ａ）次の化学式１により表される単量体Ｍ１と、
【化１】
2007507869.tif 000014
［ここで、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４は各々独立に、Ｈ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＯＨ，ＳＨ、置換若しくは未置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、Ｏ−アルキル、Ｏ−アルケニル、Ｏ−アルキニル、Ｓ−アルキル、Ｓ−アルケニル、Ｓ−アルキニル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール又はＳ−ヘテロアリールであるか、−（ＣＦ２）ｎ−ＣＦ３，−ＣＦ（（ＣＦ２）ｎＣＦ３）２，−Ｑ−（ＣＦ２）ｎＣＦ３，−ＣＦ（ＣＦ３）２又は−Ｃ（ＣＦ３）３であり；
ｎ＝０〜１０である；］
ｂ）次の化学式２，３により表される単量体Ｍ２，Ｍ３のうちの少なくとも一方とを含有し、
【化２】
2007507869.tif 000015
［ここで、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＣＮ，ＮＯ２、置換若しくは未置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、Ｏ−アルキル、Ｏ−アルケニル、Ｏ−アルキニル、Ｓ−アルキル、Ｓ−アルケニル、Ｓ−アルキニル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール、Ｓ−ヘテロアリール、アラルキル又はアリールカルボニルである；］
Ｑは、−Ｏ−又は−Ｓ−であるメモリセル。
【請求項２】
化学式１において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４は各々独立に、置換若しくは未置換のアルキル、Ｏ−アルキル、Ｓ−アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｏ−アリール、Ｓ−アリール、Ｏ−ヘテロアリール又はＳ−ヘテロアリールである請求項１に記載のメモリセル。
【請求項３】
化学式２及び３のうちの少なくとも一方において、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、Ｃｌ，ＣＮ又はＮＯ２である請求項１又は２に記載のメモリセル。
【請求項４】
化学式２及び３のうちの少なくとも一方において、Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びＲ１２は各々独立に、次の化学式である請求項１又は２に記載のメモリセル。
【化３】
2007507869.tif 000016
【請求項５】
Ｍ１はテトラチオフルバレンであり、Ｍ２はクロラニルである請求項１乃至４のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項６】
重合体材料は、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリキノリン、ポリキノキサリン、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリメタクリレート又はポリイミド、並びにこれらの前駆体、これらの混合物、及びこれらの共重合体から選択される請求項１乃至５のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項７】
溶媒を含有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項８】
溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、メトキシプロピルアセテート、エトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のエチレングリコールエーテル、エトキシエチルプロピオネート及びエチルアセテートから選択される請求項７に記載のメモリセル。
【請求項９】
単量体Ｍ１，Ｍ２及びＭ３のうちの少なくとも１つは重合体材料に対し化学的に結合されている請求項１乃至８のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項１０】
電極は、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、窒化チタン及び窒化タンタル並びにこれらの組み合わせから選択される請求項１乃至９のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項１１】
電極は構造化されている請求項１０に記載のメモリセル。
【請求項１２】
構造化はシャドウマスク法又はフォトリソグラフィー法により行われている請求項１１に記載のメモリセル。
【請求項１３】
組成物及び電極の層厚はそれぞれ２０ｎｍ〜２０００ｎｍである請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項１４】
組成物及び電極の層厚はそれぞれ５０ｎｍ〜２００ｎｍである請求項１３に記載のメモリセル。
【請求項１５】
重合体材料の関連する表面に対する接着を強化するための接着向上剤が使用されている請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項１６】
接着向上剤は次の化合物のうちの１つを含有する請求項１５に記載のメモリセル。
【化４】
2007507869.tif 000017
【請求項１７】
ダイオード、ＰＩＮダイオード、Ｚダイオード又はトランジスタと組み合わせられている請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のメモリセル。
【請求項１８】
微細電子部品の製造方法であって、
ａ）シリコンウエハに対し第１の電極を付着させる工程と、
ｂ）工程ａ）にて形成された電極に対し請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の組成物を付着させる工程と、
ｃ）工程ｂ）にて形成された層に対し第２の電極を付着させる工程とからなる方法。
【請求項１９】
工程ａ）及び工程ｃ）において、付着は蒸着又はスパッタリングにより行われる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
工程ｂ）において、組成物はスピンコートにより付着され、続いて乾燥される請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
組成物中の単量体は真空蒸着と同時に又は真空蒸着の直後に付着される請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２２】
微細電子部品の製造における請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項２３】
メモリ及びスイッチ媒体としての請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【国際調査報告】
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