(57)【要約】【課題】従来の構成では、有機メモリーと有機FETの電極材料が異なるため、素子間の接続の際、抵抗が生じるという課題があった。【解決手段】本発明の有機メモリー装置では、有機メモリー８の下部電極６と有機FET７のソース・ドレイン電極４・５の電極材料が同一のため、素子間の接続の際、抵抗が生じない。また、有機メモリーの有機層８と有機FETの活性層７が同一ステップで作製可能のため、工程数を削減できる。【選択図】図１
2008091819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第一の電極が形成され、
前記第一の電極上に絶縁膜が形成され、
前記絶縁膜および前記第一の電極の上に第二の電極と第三の電極が形成され、
前記絶縁膜の上でかつ前記第一の電極がない領域に第四の電極が形成され、
前記第二乃至第三の電極の上に第一の有機層が形成され、
前記第四の電極の上に第二の有機層が形成され、
前記第二の有機層の上に第五の電極が形成され、
前記第三の電極と前記第四の電極とが接続され、
前記第二乃至第四の電極が同一の材料であり、
前記第二乃至第四の電極と前記第五の電極の材料が異なり、
前記第四の電極と前記第二の有機層と前記第五の電極によって有機メモリーが構成され、
前記第一の電極と前記絶縁膜と前記第二乃至第三の電極と前記第一の有機層によって有機FETが構成される
ことを特徴とする有機メモリー装置。
【請求項２】
基板上に前記第一の電極を形成する第一のステップと、
前記第一のステップの後に前記絶縁膜を形成する第二のステップと、
前記第二のステップの後に前記第二乃至第四の電極を第一のマスクを用いて形成する第三のステップと、
前記第二のステップの後に前記第一の有機層と第二の有機層を第二のマスクを用いて形成する第四のステップと、
前記第三のステップの後に前記第五の電極を第三のマスクを用いて形成する第五のステップで構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の有機メモリー装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機メモリー装置に関わり、特に有機半導体によって形成されたメモリーとトランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機半導体を用いたデバイスの研究開発が盛んに行なわれている。その中で、有機エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence: EL)や有機電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor: FET)が注目されている。
【０００３】
また、有機材料を用いたメモリーも研究開発されている。
【０００４】
これらの有機半導体を用いたデバイスは、有機半導体を印刷法によって作製できるため、低温プロセス、低コストの利点がある。
【０００５】
また、プラスティックなどのフレキシブル基板上にデバイスを作製できるため、機械的な柔軟性がある。
【０００６】
これらの特徴を生かし、従来の無機半導体を用いたデバイスとは異なった応用が期待されている。
【０００７】
有機材料であるペンタセンをAl電極で挟んだ有機メモリーが提案されている(非特許文献１を参照)。
【０００８】
図3は、前記非特許文献１に記載された従来例の有機メモリーの断面図を示す。
【０００９】
図3を用いて、従来例の有機メモリーの製造方法について説明する。
【００１０】
絶縁膜１０２であるSiO2が表面に覆われているSi基板１０１上に、下部電極用のメタルマスクを介してAlを80nm蒸着し下部電極１０３を形成する。
【００１１】
次に、有機層用のメタルマスクを介してペンタセンを400nm蒸着し有機層１０４を形成する。
【００１２】
最後に、上部電極用のメタルマスクを介してAlを200nm蒸着し上部電極１０５を形成する。
【００１３】
このとき、下部電極１０３と上部電極１０５とは、クロスバー構造になっている。
【００１４】
下部電極１０３と上部電極１０５とが交差して形成される正方形の一辺は1mmとする。
【００１５】
下部電極を接地し、上部電極に0から5Vまでスキャンさせると、約2.5V程度で電流が約1x10-11Aから約1x10-1Aまで上昇する。
【００１６】
これは、ある電界を印加したときに、電極からのAlの粒子が拡散し、有機層１０４の伝導度が上がることによって起こる。
【００１７】
このように、オフ状態からオン状態へスイッチングすることでメモリー機能が実現される。
【非特許文献１】Applied Physics Letters 85 (2004) p.5763-5765
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、従来技術の一例として挙げた非特許文献１では、選択トランジスタである有機FETと接続させるとき電極材料が異なるため、抵抗が生じてしまうという課題を有していた。
【００１９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、素子間の接続の際に抵抗が生じない有機メモリーと選択トランジスタである有機FETとを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る有機メモリー装置は、基板上に第一の電極が形成され、前記第一の電極上に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜および前記第一の電極の上に第二の電極と第三の電極が形成され、前記絶縁膜の上でかつ前記第一の電極がない領域に第四の電極が形成され、前記第二乃至第三の電極の上に第一の有機層が形成され、前記第四の電極の上に第二の有機層が形成され、前記第二の有機層の上に第五の電極が形成され、前記第三の電極と前記第四の電極とが接続され、前記第二乃至第四の電極が同一の材料であり、前記第二乃至第四の電極と前記第五の電極の材料が異なり、前記第四の電極と前記第二の有機層と前記第五の電極によって有機メモリーが構成され、前記第一の電極と前記絶縁膜と前記第二乃至第三の電極と前記第一の有機層によって有機FETが構成されることを特徴とする。
【００２１】
上記有機メモリー装置の製法は、本発明の第一の実施形態の製造方法は、基板上に前記第一の電極を形成する第一のステップと、前記第一のステップの後に前記絶縁膜を形成する第二のステップと、前記第二のステップの後に前記第二乃至第四の電極を第一のマスクを用いて形成する第三のステップと、前記第二のステップの後に前記第一の有機層と第二の有機層を第二のマスクを用いて形成する第四のステップと、前記第三のステップの後に前記第五の電極を第三のマスクを用いて形成する第五のステップで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機メモリー装置によれば、有機メモリーと選択トランジスタである有機FETとを接続する際に抵抗が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本実施形態の有機FETの断面図である。
【００２５】
１は基板、２は第一の電極、３は絶縁膜、４は第二の電極、５は第三の電極、６は第四の電極、７は第三の有機層、８は第二の有機層９は第五の電極である。
【００２６】
本実施形態では、一例として、基板１としてSi基板を、絶縁膜３としてポリイミドを、第一の電極２と第二の電極４と第三の電極５と第四の電極６としてAlを、第一の有機層７と第二の有機層８としてペンタセン、第五の電極９としてAuを用いる。
【００２７】
有機メモリーは、第四の電極６を下部電極として、第二の有機層８を有機層として、第五の電極９を上部電極として構成される。
【００２８】
また、有機FETは、第一の電極２をゲート電極として、絶縁膜３をゲート絶縁膜として、第二の電極４をドレイン電極として、第三の電極５をドレイン電極として、第三の有機層５を活性層として構成される。
【００２９】
このとき、有機メモリーの下部電極と有機FETのソース電極とが接続され、同一の電極材料であるので、抵抗が生じない。
【００３０】
また、上部電極のAlが拡散し、有機層のペンタセンの伝導度が変化することで、メモリーとして機能する。
【００３１】
このような構成にすることで、素子間の接続した際、抵抗が生じない有機メモリーと有機トランジスタを作製することが可能となる。
【００３２】
＜製造方法＞
本実施形態の製造方法について説明する。
【００３３】
まず、絶縁膜３の形成前までの段階の製造方法について、図２（Ａ）を用いて説明する。
【００３４】
図２(A)に示すように、基板１として、Si基板を用い、その表面にメタルマスクを用いてAuを蒸着することで、パターニングされた第一の電極２であるゲート電極を形成する。
【００３５】
その上にポリイミドを絶縁膜３であるゲート絶縁膜を形成する。
【００３６】
次に、絶縁膜３の形成以後の製造方法について、図２（Ｂ）から（Ｄ）を用いて説明する。
【００３７】
(1)  図２（B）を参照しながら説明する。
【００３８】
絶縁膜３上に第一のマスク２１であるメタルマスクを通して、蒸着によってAuを成膜することで、第二の電極４であるドレイン電極と第三の電極５であるソース電極と第四の電極６である下部電極を形成する。
【００３９】
本実施形態では、Auの膜厚を約80nmとする。
【００４０】
また、ソース電極とドレイン電極との間の距離であるゲート長を約30μmとする。
【００４１】
(2)  図２（C）を参照しながら説明する。
【００４２】
第一のマスク２１を取り外し、第二のマスク２２であるメタルマスクを通して、蒸着によってペンタセンを成膜することで、第一の有機層７である有機FETの活性層と第二の有機層８である有機メモリーの有機層を形成する。
【００４３】
本実施形態では、ペンタセンの膜厚を約400nmとする。
【００４４】
(3)  図２（D）を参照しながら説明する。
【００４５】
第二のマスク２２を取り外し、第三のマスク２３であるメタルマスクを通して、蒸着によってAlを成膜することで、第五の電極９である有機メモリーの上部電極を形成する。
【００４６】
本実施形態では、Alの膜厚を約200nmとする。
【００４７】
また、有機メモリーの上部電極と下部電極とはクロスバー構造をしており、それらが交差して形成される正方形の一辺を約1mmとする。
【００４８】
このようにすることによって、本実施形態の構成の有機メモリー装置を作製することができる。
【００４９】
このとき、有機メモリーの有機層と有機FETの活性層を同一ステップで作製可能のため、工程数を削減できる。
【００５０】
このように作製された有機メモリー装置を1つのセルとする。
【００５１】
セルを複数配置し、第一の電極をワード線に、第二の電極を接地線に、第五の電極をビット線に接続する。
【００５２】
このように基板上に複数のセルを配置し接続することで、本実施形態を用いた有機メモリー装置のメモリーアレイを実現できる。
【００５３】
以上説明したように、本発明の第一の実施形態の有機メモリー装置によって、有機メモリーと選択トランジスタである有機FETを同一基板上に作製し、それらの接続において、同一の電極材料を用いているので、抵抗が生じない。
【００５４】
また、有機メモリーの有機層と有機FETの活性層を同一ステップで作製可能のため、工程数を削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかる有機メモリー装置は、使い捨て用のメモリー等として有用である。例えば、無線IDタグの用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第一の実施形態を表わした図
【図２】本発明の第一の実施形態の製造方法を表わした図
【図３】従来例の有機FETの断面図
【符号の説明】
【００５７】
１  基板
２  第一の電極
３  絶縁膜
４  第二の電極
５  第三の電極
６  第四の電極
７  第一の有機層
８  第二の有機層
９  第五の電極
２１  第一のメタルマスク
２２  第二のメタルマスク
２３  第三のメタルマスク
１０１  基板
１０２  絶縁膜
１０３  下部電極
１０４  有機層
１０５  上部電極
【図１】
2008091819.tif 000003
【図２】
2008091819.tif 000004
【図３】
2008091819.tif 000005