(57)【要約】有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）と、第１の伝導性（例えば、銅）層（例えば、ビット線）（１０４、１０８）の上方に形成された電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）とを有する有機ポリマーメモリセルが提供される。メモリセルは、第２の導電層（例えば、ワード線を形成する）（１３６、２１４８、２１６０）に接続され、さらに詳しく言えば、メモリセルの電極層の上部は、第２の導電層に接続される。任意に、導電層の上方に、伝導促進層（１１２、２１３６）が形成される。誘電材料はメモリセルを分離する。メモリセルは、第１の導電層に形成されたビット線と、第２の導電層に形成されたワード線と自己整合される。
2006509368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビット線（１０８、１３２）として作用する第１の導電層（１０４、１０８）と、
前記第１の導電層（１０４、１０８）の少なくとも一部分の上方にある有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）と、
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）の上方にある電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）と、
ワード線（１４８、２０４、２１４８）として作用する第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）と、
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）および前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）の少なくとも一部分を取り囲む誘電材料（１３４、１５２、２１４４、２１７２）とを含み、前記第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）が形成され、エッチングされた後に、前記誘電材料（１３４、１５２、２１４４、２１７２）の少なくともいくつかが形成され、前記第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）のエッチングにより、有機メモリデバイスが自己整合される、有機メモリデバイス。
【請求項２】
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）が、少なくとも２つの状態のうちの１つに選択的にプログラミング可能なインビーダンスを有する、請求項１に記載の有機メモリデバイス。
【請求項３】
前記第１の導電層（１０４、１０８）の上方および前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）の下方に伝導促進層（１１２、２１３６）をさらに含む、請求項１に記載の有機メモリデバイス。
【請求項４】
前記伝導促進層（１１２、２１３６）が、硫化銅（Ｃｕ２−ｘＳｙ、ＣｕＳ）、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉ３Ｏ４）、硫化銀（Ａｇ２−ｘＳ２、ＡｇＳ）、銀−銅−硫化物錯体（ＡｇｙＣｕ２−ｘＳ２）、硫化金（Ａｕ２Ｓ、ＡｕＳ）、硫酸セリウム（Ｃｅ（ＳＯ４）２）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、リチウム錯体（ＬｉｘＴｉＳ２、ＬｉｘＴｉＳｅ２、ＬｉｘＮｂＳｅ３、ＬｉｘＮｂ３Ｓｅ３）、および水素化パラジウム（ＨｘＰｄ）の少なくとも１つを含み、化学式中、ｘおよびｙは、所望の特性を生じるように選択される、請求項３に記載のメモリデバイス。
【請求項５】
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）が、共役有機材料である、請求項１に記載の有機メモリデバイス。
【請求項６】
前記第１の導電層（１０４、１０８）が、銅、アルミニウム、クロム、ゲルマニウム、金、マグネシウム、マンガン、インジウム、鉄、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銀、チタン、亜鉛、それらの合金、インジウム錫酸化物、ポリシリコン、ドープされたアモルファスシリコン、金属ケイ化物、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）、Ｋｏｖａｒ（登録商標）、Ｉｎｖａｒ、Ｍｏｎｅｌ（登録商標）、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）、真鍮、ステンレス鋼、およびマグネシウム−銀合金の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のメモリデバイス。
【請求項７】
前記誘電材料（１３４、１５２、２１４４、２１７２）が、酸化シリコン（ＳｉＯ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、フッ素化酸化シリコン（ＳｉＯｘＦｙ）、ポリシリコン、アモルファスシリコン、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、リン珪酸ガラス（ＰＳＧ）、およびホウ素リン珪酸ガラス（ＢＰＳＧ）の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の有機メモリデバイス。
【請求項８】
ビット線（１０８、１３２）として作用する第１の導電層（１０４、１０８）の上方に、有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）を形成し、
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）の上方に、電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）を形成し、
第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）を形成し、
ワード線（１４８、２０４、２１４８）を形成し、前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）および前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）の少なくとも一部分を隔離するために、前記第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）をエッチングし、
前記有機ポリマー（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）および前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）を隔離するために、誘電材料（１３４、１５２、２１４４、２１７２）を形成する、  メモリセル（１５６、２１０）の形成方法。
【請求項９】
前記第１の導電層（１０４、１０８）の上方に、伝導促進層（１１２、２１３６）を形成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）が、ポリアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリジフェニルアセチレン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリポルフィリン、大環状ポルフェリン、チオール誘導ポリポルフィリン、ポリメタロセン、ポリフェロセン、ポリフタロシアニン、ポリビニレン、ポリピロール、ポリジフェニルアセチレン、およびポリスチロールからなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）が、アモルファスカーボン、タンタル、窒化タンタル（ＴａＮ）、チタンおよび窒化チタン（ＴｉＮ）の少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、有機メモリデバイスに関し、さらに詳しく言えば、自己整合型のメモリ素子およびワード線を形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータおよび電子デバイスの数量、使用頻度、複雑性の増大が続いている。コンピュータは、変わらずより大きな影響力をもつものであり、新しく改良された電子デバイスの開発が続いている（例えば、ディジタルオーディオプレイヤー、ビデオプレイヤー）。さらに、ディジタル媒体（例えば、ディジタルオーディオ、ビデオ、イメージなど）の増加およびその使用により、これらのデバイスの発展がさらに進んでいる。このような増加と発展により、コンピュータおよび電子デバイスに対して格納および維持されることが望ましい／要求される情報量が大幅に増大する。
【０００３】
一般的に、多くのタイプのストレージデバイスの１つ以上に、情報が格納され維持される。ストレージデバイスは、例えば、ハードディスクドライブ、コンパクトディスクドライブおよび対応媒体、ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）ドライブなどの長期ストレージ媒体を含む。長期ストレージ媒体は、典型的に、より安価に大量の情報を格納するが、他のタイプのストレージデバイスより低速である。また、ストレージデバイスは、短期ストレージ媒体の場合が多いが、常にそうではないメモリデバイスを含む。短期メモリデバイスは、実質的に、長期ストレージ媒体より高速である。このような短期メモリデバイスは、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダブルデータレートメモリ（ＤＤＲ）、高速ページモードダイナミックランダムアクセスメモリ（ＦＰＭＤＲＡＭ）、延長データアウトダイナミックランダムアクセスメモリ（ＥＤＯＲＡＭ）、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）などを含む。
【０００４】
メモリデバイスは、揮発性タイプと不揮発性タイプとに細分される。揮発性メモリデバイスは、一般的に、電力がなくなれば情報が消え、典型的に、それらの情報を維持するために定期的なリフレッシュサイクルが必要である。揮発性メモリデバイスは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどを含む。不揮発性メモリデバイスは、デバイスに電力が維持されているか否かにかかわらず、それらの情報を維持する。不揮発性メモリデバイスは、ＲＯＭ、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュＥＥＰＲＯＭなどを含むが、これらに限定されるものではない。揮発性メモリデバイスは、一般的に、不揮発性メモリデバイスと比較すると、より安価に高速動作をもたらす。
【０００５】
メモリデバイスは、一般的に、メモリセルのアレイを含む。各メモリセルは、アクセス可能であり、または、情報の「読み取り」、「書き込み」、および「消去」が可能である。メモリセルは、「０」および「１」とも呼ばれる「オフ」または「オン」状態で情報を維持する。典型的に、特定数のバイト（例えば、１バイト当たり８メモリセル）を引き出すために、メモリデバイスがアドレス指定される。揮発性メモリデバイスの場合、メモリセルは、それらの状態を維持するために、定期的に「リフレッシュ」されなければならない。このようなメモリデバイスは、一般に、これらの種々の機能を実行し、２つの状態の切り換えおよび維持が可能である半導体デバイスから作製される。メモリデバイスで用いられる一般的な半導体デバイスは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
携帯可能なコンピュータおよび電子デバイスの利用に伴い、メモリデバイスに対する要求が急速に高まってきた。ディジタルカメラ、ディジタルオーディオプレイヤー、パーソナルディジタルアシスタントなどは、一般的に、大容量のメモリデバイス（例えば、フラッシュメモリ、スマート媒体、コンパクトフラッシュなど）の採用を必要とする。情報ストレージに対する要求が高まるということは、メモリデバイスのストレージ容量がさらに増大するということである（例えば、ダイまたはチップ当たりのストレージの増大）。シリコンの切手大の部分に、例えば、数千万個のトランジスタが含まれることがあり、各トランジスタの大きさは、数百ナノメートル程度の小ささである。しかしながら、シリコンベースのデバイスは、根本的な物理サイズの限界に近付きつつある。無機ソリッドステートデバイスでは、一般的に、高コストおよびデータストレージ密度の低下を招く複雑な構造が妨げとなる。無機半導体材料がベースの揮発性半導体メモリには、格納された情報を維持するために、電流を絶えず供給しなければならず、結果的に、熱が発生し、電力消費量が高くなってしまう。不揮発性半導体デバイスでは、データ速度が遅く、電力消費量が高く、複雑性が高い。
【０００７】
さらに、無機ソリッドステートデバイスのサイズの縮小化と集積度の増大に伴い、アラインメント許容範囲に対する感度が高まり、作製が著しく困難になる。小さな最小サイズで特徴を形成するということは、作業回路の作製に最小サイズを使用可能であるということではない。小さな最小サイズよりもかなり小さなアラインメント許容範囲、例えば、最小サイズの４分の１を有することが必要である。
【０００８】
無機ソリッドステートデバイスのスケーリングにより、ドーパントの拡散距離に関する問題が生じる。寸法が小さくなると、プロセスデザインにおいて、シリコンでのドーパントの拡散距離が問題となる。これに関して、ドーパントの移動度を低減させ、高温の時間を短縮するために、多くの調整が図られている。しかしながら、このような調整を永久に継続可能であるかは明確ではない。
【０００９】
半導体接合の両端に電圧を印加すると（逆バイアス方向に）、接合の周りに空乏領域が生じる。空乏領域の幅は、半導体のドーピングレベルに応じる。空乏領域が、別の空乏領域に接触するように拡散すれば、パンチスルーまたは制御されていない電流の流れが生じてしまうことがある。
【００１０】
ドーピングレベルが高いほど、パンチスルーを防ぐのに必要な間隔を最小化する傾向にある。しかしながら、単位距離当たりの電圧変化が大きければ、単位距離当たりの電圧変化が大きいということが、電場の大きさが大きいことを意味する点で、さらなる問題が生じる。このような急な勾配を横切る電子は、最小伝導バンドエネルギーより著しく高いエネルギーレベルまで加速されることがある。このような電子は、ホットエレクトロンとして知られ、絶縁体を通過するのに十分なエネルギーのものである場合があり、半導体デバイスが取り返しがつかない程に劣化してしまうことになりかねない。
【００１１】
スケーリングおよび集積化により、モノリシック半導体基板の絶縁はより困難になっている。特に、デバイスを互いに横方向に絶縁することが困難な状況がある。別の難点は、漏れ電流のスケーリングである。さらなる別の難点は、基板内でのキャリアの拡散によって生じるものであり、すなわち、自由キャリアが数十ミクロンにわたって拡散し、蓄積された電荷を中性化する可能性がある。したがって、無機メモリデバイスの場合、さらなるデバイスの縮小および高密度化に制限がかかることがある。さらに、高性能化の要求を満たしながら、特に、低コストを維持しながら、無機不揮発性メモリのこのようなデバイス縮小は特に困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下、本発明のいくつかの態様を基本的に理解するために、本発明を簡潔に要約する。この要約は、本発明の詳細な概要ではない。本発明の主要な要素または重要な要素を特定したり、本発明の範囲を明確したりすることを意図したものではない。この目的は、以下に記載するさらなる詳細な記載の前置きとして、簡潔な形態で本発明のいくつかの概念を提示することに過ぎない。
【００１３】
本発明の１つの態様によれば、有機ポリマーメモリセルが、有機ポリマー層と、第１の導電（例えば、銅）層（例えば、ビット線）の上方に形成された電極層とを含む。メモリセルは、第２の導電層（例えば、ワード線を形成する）に接続され、さらに詳しく言えば、メモリセルの電極層の上部が、第２の導電層に接続される。任意に、伝導促進層が、第１の導電層の上方に形成される。誘電材料が、メモリセルを分離する。メモリセルは、第１の導電層に形成されたビット線と、第２の導電層に形成されたワード線と自己整合される。
【００１４】
有機ポリマー層と伝導促進層とをまとめて、選択的伝導性媒体と呼ぶことができる。媒体の伝導特性（例えば、伝導性、非伝導性、半伝導性）は、媒体の両端に（例えば、電極層および第１の導電層を介して）さまざまな電圧を印加することによって制御しながら修正することができる。
【００１５】
有機ポリマー層は、小分子量の有機分子および共役ポリマーなどの共役有機材料からなるものであってもよい。共役有機ポリマーのポリマー骨格は、電極層と第１の導電層との間に長手方向に延在し得る（例えば、一般的に、積層体に対して実質的に垂直方向に）。共役有機分子は、骨格が共役特性を備えたままであるように、直鎖状のものであっても、枝分かれしたものであってもよい。このような共役分子は、特徴的に、重なり合うπ軌道を有し、２つ以上の共鳴構造をもち得る。共役有機材料の共役特性は、選択的伝導性媒体の制御可能な伝導特性に寄与する。このような共役有機材料は、電荷（正孔および／または電子）を授受することができる。一般的に、共役有機分子は、少なくとも２つの比較的安定して酸化還元状態を有する。２つの比較的安定した状態により、共役有機ポリマーは、電荷を授受でき、伝導促進化合物と電気的に相互作用することができる。
【００１６】
また、伝導促進層も、電荷（例えば、正孔および／または電子）を授受することができ、選択的伝導性媒体の制御可能な伝導特性に寄与できる。一般的に、伝導促進層は、少なくとも２つの比較的安定した酸化還元状態を有する。２つの比較的安定した状態により、伝導促進層は電荷を授受でき、有機ポリマー層と電気的に相互作用することができる。採用する特定の伝導促進層は、２つの比較的安定した状態が、有機ポリマー層の共役有機分子の２つの比較的安定した状態と一致するように選択される。
【００１７】
伝導促進層は、電極層と、第１の導電層と、第２の導電層（例えば、ワード線）との間での電荷輸送を促進するように作用する。さらに、伝導促進層は、電荷キャリア（例えば、電子または正孔）を有機ポリマー層内に投入し、ポリマー層での電荷キャリアの濃度を上げることで、有機ポリマー層の伝導性が変化する。さらに、伝導促進層は、メモリセルの全電荷を均衡させるために、対立する電荷を蓄積することもできる。
【００１８】
伝導促進層は、有機ポリマー層の形成時、触媒として作用する場合もあり得る。これに関して、共役有機分子の骨格は、最初、伝導促進層に隣接した位置に生じ、伝導促進層の表面から離れて実質的に垂直方向に成長し集まる。その結果、共役有機分子の骨格は、積層体を横切る方向に自己整合され得る。
【００１９】
メモリセルは、２つの状態、すなわち、伝導性（低インピーダンス、いわゆる「オン」）状態か、非伝導性（高インピーダンス、いわゆる「オフ」）状態を呈し得る。また、メモリセルは、２つの状態（例えば、オフまたはオン）に限定されていた従来のメモリデバイスとは対照的に、複数の状態を呈する／維持することもできる。メモリセルは、さらなる状態を特定するために、種々の程度の伝導性を用いることができる。例えば、メモリセルは、超高伝導性状態（超低インピーダンス状態）、高伝導性状態（低インピーダンス状態）などの低インピーダンス状態、伝導性状態（中レベルインピーダンス状態）、および非伝導性状態（高インピーダンス状態）を呈することによって、１つのメモリセルに、複数ビットの情報、例えば、２ビット以上の情報や４ビット以上の情報を格納することができる（例えば、４つの状態は２ビットの情報を与え、８つの状態は３ビットの情報を与える）。
【００２０】
典型的にデバイスの動作中、ポリマー層がｎ型の導体であれば、ワード線によって電極に印加された電圧に応じて、電極層から選択的伝導性媒体を介して第１の導電層（ビット線）へ電子が流れる。また、有機ポリマー層がｐ型の導体であれば、電極層から第１の導電層へ正孔が流れ、エネルギーバンドが適切に整合した状態でｎ型とｐ型の両方であれば、ポリマー層に電子と正孔の両方が流れる。このようにして、電極層から選択的伝導性媒体を介して第１の導電層へ電流が流れる。
【００２１】
前述した目的およびそれらに関連する目的を達成するために、以下の記載および図面と組み合わせながら、本願明細書において本発明のいくつかの例示的な態様について記載する。しかしながら、本発明の原理が用いられた種々の方法のほんの数例を示したものであり、本発明は、このようなすべての態様およびそれらの等価物を含むことを意図したものである。本発明の他の目的、利点、および新規の特徴は、図面と組み合わせて参照しながら、本発明の以下の詳細な記載から明らかになるであろうことを認識されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明について記載し、図面において、本願明細書において同一の要素を示すために、同一の参照番号を用る。以下の記載において、説明を目的として、本発明を完全に理解できるように、多くの具体的な詳細を示す。しかしながら、当業者であれば、本発明の１つ以上の態様が、これらの具体的な詳細より低い程度のもので実施されてよいことは明らかであろう。場合によっては、公知の構造およびデバイスは、本発明の１つ以上の態様を記載しやすいように、ブロック図で示されている。
【００２３】
図１は、１つ以上の多層有機ポリマーメモリ構造またはセル１５６が、本発明の１つ以上の態様により形成されるウェハ１００の部分の略図的断面図を示す。有機ポリマーメモリセル１５６は、有機ポリマー層１１６と、第１の導電（例えば、銅）層１０８（例えば、ビット線）の上方に形成された電極層１２０とを含む。メモリセル１５６は、第２の導電層１３６（例えば、ワード線１４８を形成する）に接続され、さらに詳しく言えば、メモリセル１５６の電極層１２０の上部が、第２の導電層１３６に接続される。図示した例において、第１の導電層１０８の上方に、伝導促進層１１２が形成される。誘電材料１５２が、メモリセル１５６を分離する。
【００２４】
有機ポリマー層１１６と伝導促進層１１２とをまとめて、選択的伝導性媒体と呼ぶことができる。媒体の伝導特性（例えば、伝導性、非伝導性、半伝導性）は、媒体の両端に（例えば、電極層１２０および第１の導電層１０８（例えば、ビット線）を介して）さまざまな電圧を印加することによって制御しながら修正することができる。
【００２５】
有機ポリマー層１１６は、小分子量有機分子および共役ポリマーなどの共役有機材料からなるものであってよい。共役有機ポリマーのポリマー骨格は、電極層１２０と第１の導電層１０８との間に長手方向に延在し得る（例えば、一般的に、積層体に対して実質的に垂直方向に）。共役有機分子は、骨格が共役特性を備えたままであるように、直鎖状のものであっても、枝分かれしたものであってもよい。このような共役分子は、特徴的に、重なり合うπ軌道を有し、２つ以上の共鳴構造をもち得る。共役有機材料の共役特性は、選択的伝導性媒体の制御可能な伝導特性に寄与する。このような共役有機材料は、電荷（正孔および／または電子）を授受することができる。一般的に、共役有機分子は、少なくとも２つの比較的安定して酸化還元状態を有する。２つの比較的安定した状態により、共役有機ポリマーは、電荷を授受でき、伝導促進化合物と電気的に相互作用することができる。
【００２６】
また、伝導促進層１１２も、電荷（例えば、正孔および／または電子）を授受することができ、選択的伝導性媒体の制御可能な伝導特性に寄与できる。一般的に、伝導促進層は、少なくとも２つの比較的安定した酸化還元状態を有する。２つの比較的安定した状態により、伝導促進層１１２は電荷を授受でき、有機ポリマー層１１６と電気的に相互作用することができる。採用する特定の伝導促進層１１２は、２つの比較的安定した状態が、有機ポリマー層１１６の共役有機分子の２つの比較的安定した状態と一致するように選択される。
【００２７】
伝導促進層１１２は、電極層１２０と、第１の導電層１０８と、第２の導電層１３６（例えば、ワード線１４８）との間での電荷輸送を促進するように作用する。さらに、伝導促進層１１２は、電荷キャリア（例えば、電子または正孔）を有機ポリマー層１１６内に投入し、ポリマー層での電荷キャリアの濃度を上げることで、有機ポリマー層１１６の伝導性が変化する。さらに、伝導促進層１１２は、メモリセル１５６の全電荷を均衡させるために、対立する電荷を蓄積することもできる。
【００２８】
伝導促進層１１２は、有機ポリマー層１１６の形成時、触媒として作用する場合もあり得る。これに関して、共役有機分子の骨格は、最初、伝導促進層１１２に隣接した位置に生じ、伝導促進層の表面から離れて実質的に垂直方向に成長し集まる。その結果、共役有機分子の骨格は、積層体を横切る方向に自己整合され得る。
【００２９】
メモリセル１５６は、２つの状態、すなわち、伝導性（低インピーダンス、いわゆる「オン」）状態か、非伝導性（高インピーダンス、いわゆる「オフ」）状態を呈し得る。また、メモリセル１５６は、２つの状態（例えば、オフまたはオン）に限定されていた従来のメモリデバイスとは対照的に、複数の状態を呈する／維持することもできる。メモリセル１５６は、さらなる状態を特定するために、種々の程度の伝導性を用いることができる。例えば、メモリセル１５６は、超高伝導性状態（超低インピーダンス状態）、高伝導性状態（低インピーダンス状態）などの低インピーダンス状態、伝導性状態（中レベルインピーダンス状態）、および非伝導性状態（高インピーダンス状態）を呈することによって、１つのメモリセルに、複数ビットの情報、例えば、２ビット以上の情報や４ビット以上の情報を格納することができる（例えば、４つの状態は２ビットの情報を与え、８つの状態は３ビットの情報を与える）。
【００３０】
典型的なデバイスの動作中、有機ポリマー層１１６がｎ型の導体であれば、ワード線１４８によって電極に印加された電圧に応じて、電極層１２０から選択的伝導性媒体を介して第１の導電層１０８へ電子が流れる。また、有機ポリマー層１１６がｐ型の導体であれば、電極層１２０から第１の導電層１０８へ正孔が流れ、エネルギーバンドが適切に整合した状態でｎ型とｐ型の両方であれば、有機ポリマー層１１６に電子と正孔の両方が流れる。このようにして、電極層１２０から選択的伝導性媒体を介して第１の導電層１０８へ電流が流れる。
【００３１】
メモリセル１５６を特定の状態に切り換えることを、プログラミングまたは書き込みと呼ぶ。プログラミングは、選択的伝導性媒体の両端に特定の電圧（例えば、９ボルト、２ボルト、１ボルト、．．．）を印加することによって行われる。また、しきい値電圧とも呼ばれる特定の電圧は、それぞれの所望の状態に応じて変動し、一般的に、通常動作中に用いられる電圧より実質的に高い。したがって、典型的に、所望の状態（例えば、「オフ」、「オン」．．．）にそれぞれ対応する別々のしきい値電圧がある。しきい値は、メモリセル１５６を構成する材料の同一性、さまざまな層の厚みなどを含む多数の要因に応じて変動する。
【００３２】
一般的に言えば、しきい値（「オン」状態）を超える印加電場などの外部刺激があると、印加電圧は、メモリセル１５６との間での情報の書き込み、読み取り、または消去をすることができるのに対して、しきい値（「オフ」状態）を超える外部刺激がなければ、印加電圧は、メモリセル１５６との間での情報の書き込みまたは消去をすることができる。
【００３３】
メモリセル１５６から情報を読み取るためには、電圧または電場（例えば、２ボルト、１ボルト、．５ボルト）が印加される。その後、メモリセルの１つ以上がどの動作状態（例えば、高インピーダンス、超低インピーダンス、低インピーダンス、中レベルインピーダンスなど）にあるかを決定するインピーダンス測定が実行される。上述したように、インピーダンスは、例えば、２状態デバイスの場合、「オン」（例えば、１）または「オフ」（例えば、０）、または４状態デバイスの場合、「００」、「０１」、「１０」、または「１１」に関する。他の数の状態が他のバイナリ解釈を与えることができることを認識されたい。メモリセル１５６に書き込まれた情報を消去するためには、負の電圧、またはしきい値を超える書き込み信号の極性と反対の極性が印加される。
【００３４】
本発明の１つの態様によれば、メモリセル１５６は、第１の導電層１０８に形成されたビット線１３２と、第２の導電層１３６に形成されたワード線１４８に対して自己整合される。
【００３５】
図２を参照すると、メモリセルのアレイ２００が示されている。一般的に、このようなアレイが、シリコンベースのウェハ上に形成され、ビット線と呼ばれる複数の列２０２と、ワード線と呼ばれる複数の行２０４とを含む。ビット線とワード線との交点は、特定のメモリセルのアドレスを構成する。アレイの適切な列および行に信号を選択および送信することによって（例えば、列アドレスストローブ（ＣＡＳ：ｃｏｌｕｍｎ  ａｄｄｒｅｓｓ  ｓｔｒｏｂｅ）２０６および行アドレスストローブ（ＲＡＳ：ｒｏｗ  ａｄｄｒｅｓｓ  ｓｔｒｏｂｅ）２０８をそれぞれ介して）、メモリセルに（例えば、０または１として）データを記憶できる。例えば、参照番号２１０で示すメモリセルの状態（例えば、０または１）は、アレイ２００の３行目および８列目の位置関係である。例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）において、メモリセルは、トランジスタとコンデンサの対を含む。メモリセルに書き込みするためには、列の対応するトランジスタを作動させるために、適切な列（例えば、ＣＡＳ２０６を介して）に電荷を送ることができ、適切な列（例えば、ＲＡＳ２０８を介して）に対応するコンデンサがとるべき状態を送ることができる。セルの状態を読み取るために、センスアンプが、コンデンサの電荷レベルを決定することができる。電荷レベルが５０を超えれば、１として読み取られ、５０以下であれば、０として読み取られる。図２に示すアレイ２００は、６４個のメモリセル（例えば、８行×８列）を含むが、本発明は、メモリセルが任意の数のものであってよく、任意の特定の構成、配置、および／または数のメモリセルに限定されるべきではないことを認識されたい。
【００３６】
図３〜図２０は、１つ以上のメモリセルを形成できるウェハの一部分を示す略図断面図である。同図は、本発明の１つ以上の態様による、ウェハ上に１つ以上のメモリセルを形成することを示す。当業者であれば、本発明の態様に従って１つ以上のメモリセルを作り出すために、本願明細書に示すプロセスからの種々の発展が利用可能であることを理解および認識するであろう。このような発展は、本発明の範囲内のものであると意図されている。
【００３７】
図３に、基板１０４と、第１の導電層１０８と、第１の導電層１０８の上方に形成された伝導促進層１１２とを有するウェハ１００の部分が示されている。第１の導電層１０８は、ビット線として働くことができ、例えば、銅とともに、アルミニウム、クロム、ゲルマニウム、金、マグネシウム、マンガン、インジウム、鉄、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銀、チタン、亜鉛、それらの合金、インジウム−錫酸化物、ポリシリコン、ドープされたアモルファスシリコン、金属ケイ化物などの任意の他の適切な伝導性材料を含むこともできる。伝導性材料に利用可能な合金の例として、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）、Ｋｏｖａｒ（登録商標）、Ｉｎｖａｒ、Ｍｏｎｅｌ（登録商標）、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）、真鍮、ステンレス鋼、マグネシウム−銀合金、および種々の他の合金がある。第１の導電層１０８の厚みは、構成されるメモリデバイスの実施例および目的の利用法に応じて異なるものであってもよい。しかしながら、いくつかの例示的な厚みの範囲は、約０．０１μｍ以上から約１０μｍ以下、約０．０５μｍ以上から約５μｍ以下、および／または約０．１μｍ以上から約１μｍ以下を含む。
【００３８】
伝導促進層１１２は、例えば、硫化銅（Ｃｕ２−ｘＳｙ、ＣｕＳ）、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉ３Ｏ４）、硫化銀（Ａｇ２−ｘＳ２、ＡｇＳ）、銀−銅−硫化物錯体（ＡｇｙＣｕ２−ｘＳ２）、硫化金（Ａｕ２Ｓ、ＡｕＳ）、硫酸セリウム（Ｃｅ（ＳＯ４）２）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、リチウム錯体（ＬｉｘＴｉＳ２、ＬｉｘＴｉＳｅ２、ＬｉｘＮｂＳｅ３、ＬｉｘＮｂ３Ｓｅ３）、水素化パラジウム（ＨｘＰｄ）（化学式中、ｘおよびｙは、所望の特性を生じるように選択される）などの任意の１つ以上のを含んでもよく、一般的に、電荷（例えば、正孔および／または電子）を授受することができる。伝導促進層１１２を形成するさいに、例えば、成長、堆積、スピンオンおよび／またはスパッタリング技術を含む任意の適切な技術を利用することができる。伝導促進層１１２は、任意の適切な厚みに形成されてもよい。しかしながら、第１の導電層１０８は、一般的に、伝導促進層１１２より厚いことを認識されたい。１つの態様において、第１の導電層１０８の厚みは、伝導促進層１１２の厚みの約５０倍〜約２５０倍厚い。別の態様において、第１の導電層１０８の厚みは、伝導促進層１１２の厚みの約１０倍〜約５００倍である。しかしながら、本発明の態様により他の適切な比率を用いてもよいことを認識されたい。
【００３９】
図４は、伝導促進層１１２および第１の導電層１０８の上方に有機ポリマー層１１６が形成されたウェハ１００の部分を示す。有機ポリマー層１１６は、例えば、スピンコーティング技術などの任意の適切な方法で、下地層の上方に形成することができる。多量のポリマー材料が、ウェハの中心に配置され、その後、ウェハを急速に回転させることによって均一に分布することができる。有機ポリマー層１１６が、例えば、ポリアセチレン（シスまたはトランス）、ポリフェニルアセチレン（シスまたはトランス）、ポリジフェニルアセチレン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリポルフィリン、ポルフェリン大環、チオール誘導ポリポルフィリン、ポリフェロセン、ポリフタロシアニンなどのポリメタロセン、ポリビニレン、ポリピロール、ポリスチロール、ポリジフェニルアセチレン（ＤＰＡ）、Ｓｉ、約１．５％のＣｕ（Ｉ状態およびＩＩ状態）、および約２８％のＯなどの任意の１つ以上を含むことを認識されたい。さらに、ポリマーの特性は、適切なドーパント（例えば、塩）でドーピングすることによって修正することができる。有機ポリマー層１１６は、作製されるメモリデバイスの選択した実施例および／または目的の利用法に応じた適切な厚みを有し、このような適切な厚みの一例は、約３００Å〜５０００Åの範囲を含む。
【００４０】
図５に、有機ポリマー層１１６、任意の伝導促進層１１２、第１の導電１０８層、および基板１０４の上方に形成された電極層１２０を有するウェハ１００の部分が示されている。電極層１２０は、例えば、アモルファスカーボン、タンタル、窒化タンタル（ＴａＮ）、チタン、窒化チタン（ＴｉＮ）の任意の１つ以上を含んでもよく、任意の数の適切な技術によって形成することができる。電極層１２０を形成するために利用可能な１つの技術は、電極層１２０を構成する材料の混合物を配置し、ウェハ１００にわたって材料を均等に分布させるために、ウェハ１００を急速に回転することを含むスピンコーティング技術である。他の形態では、または、さらに、例えば、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化型化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、高密度化学気相成長（ＨＤＣＶＤ）、急速熱処理化学気相成長（ＲＴＣＶＤ）、金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、およびパルスレーザ堆積（ＰＬＤ）を含むスパッタリング、成長、および／または堆積技術を実行して、電極層１２０を形成することができる。電極層１２０は、作製されるメモリデバイスの選択した実施例および目的の利用法に応じて、任意の適切な厚みのものであってもよいことを認識されたい。電極層１２０の１つのこのような適切な厚みは、例えば、約１００Å〜１５００Åの範囲を含む。有機ポリマー層１１６は、一般的に、電極層１２０より厚いものであることをさらに認識されたい。１つの態様において、有機ポリマー層１１６の厚みは、電極層１２０の厚みの約１０〜５００倍である。別の態様において、有機ポリマー層１１６の厚みは、電極層１２０の厚みの約２５〜約２５０倍である。しかしながら、本発明の態様に従って他の適切な比率が用いられてよいことを認識されたい。
【００４１】
図６に、電極１２０、有機ポリマー１１６、伝導促進層１１２、第１の導電１０８層、および基板１０４の上方に形成されたフォトレジスト層１２４を有するウェハ１００の一部分が示されている。フォトレジスト層１２４は下地層をエッチングするためのマスクとして機能し、現像したフォトレジスト層１２４にパターンまたは開口を形成するのに適切な厚みまで下地層に対して、例えば、成長、堆積、スピンオン、および／またはスパッタリングすることができる。例えば、１つの遠紫外線化学増幅型フォトレジストは、部分的にｔ−ブトキシカルボニルオキシを置換したポリ−ｐ−ヒドロキシスチレンである。フォトレジストは、Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｋｏｄａｋ、Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｂｒｅｗｅｒ、およびＩＢＭを含む多数の製造業者から市販されている。フォトレジスト１１２は、ポジ型またはネガ型のいずれかのフォトレジストであり、このようにして、フォトレジストの露光または非露光のいずれかの部分が、利用されるレジストのタイプに応じて、引き続き除去または現像され得る。
【００４２】
図示した例において、フォトレジスト層１２４は、フォトレジスト１２４に１つ以上のパターン１２８を形成するように露光されている。パターン化されたフォトレジスト１２４は、例えば、波長が比較的短い（例えば、２００ｎｍ未満）電磁放射を用いて形成することができる。フォトレジスト層１２４は、放射に対して選択的な露光が可能であり、すなわち、フォトレジスト層１２４の選択部分が、フォトレジストにパターン１２８を形成するように放射に露光され得ることを認識されたい。
【００４３】
図７に、選択的に露光されたフォトレジスト層１２４が現像されたウェハ１００の部分が示されている（例えば、フォトレジスト層１２４の露光部分または非露光部分のいずれかを除去する適切な現像液と相互作用することによって）。フォトレジスト層１２４の部分が除去され、フォトレジストに開口またはアパチャ１２８を形成する。現像液の種類は、特に、フォトレジスト１２４の特定の化学的構造に左右され得る。例えば、フォトレジスト層１２４の部分を除去するために、水性アルカリ溶液が用いられてもよい。他の形態では、フォトレジスト層１２４の選択的に露光された部分を除去するために、希釈した水性酸性溶液、水酸化物溶液、水、および有機溶剤溶液の１つ以上が用いられてもよい。
【００４４】
図８は、フォトレジスト層１２４がエッチングのマスクとしての機能を維持したまま、スタックに１つ以上のアパチャ１２８を形成し続けるように、電極層１２０がエッチングされているウェハ１００の部分を示す。このように電極層１２０をエッチングすることで、結果的に得られるメモリセルの上部電極が確立される。
【００４５】
図９において、アパチャ１２８は、有機ポリマー層１１６内へエッチングされている。有機ポリマー層１１６は、例えば、Ｏ２／Ｎ２＋ＣＯ、および／または、Ｏ２／Ｎ２エッチャント組成でドライエッチングされ得る。
【００４６】
図１０は、フォトレジスト層１２４がエッチングのマスクとして機能を維持したまま、１つ以上のアパチャ１２８を形成し続けるように、伝導促進層１１２がエッチングされているウェハ１００の部分を示す。図１１において、アパチャ１２８は、第１の導電層１０４内へエッチングされて、ビット線１３２を形成する。
【００４７】
図１２を簡単に参照すると、線１３０−１３０で切り取った、図１０の処理ステージにあるウェハ１００の第２の断面図が示されている。ビット線１３２は、図１２の連続した行である。
【００４８】
図１３において、フォトレジスト層１２４の残りの部分が除去される。例えば、フォトレジスト層１２４の残りの部分は、フォトレジスト層１２４を除去するために、例えば、Ｏ２プラズマまたは化学剥離剤でアッシングすることができる。
【００４９】
図１１に示すようなウェハ１００の向きに戻ると、図１４は、電極層１２０、有機ポリマー層１１６、伝導促進層１１２、第１の導電層１０８の周囲、および基板１０４の上方に位置する誘電または絶縁材料１３４を示す。誘電材料１３４は、電極層１２０、有機ポリマー層１１６、伝導促進層１１２、および第１の導電層１０８内に形成されたアパチャ１２８内を充填し、上方にあるワード線（図示せず）に相応するのに十分な高さまで形成される。誘電材料１３４は、例えば、約２□ｍ以下の高さまで形成されてもよい。誘電材料１３４は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、フッ素化酸化シリコン（ＳｉＯｘＦｙ）、ポリシリコン、アモルファスシリコン、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、リン珪酸ガラス（ＰＳＧ）、ホウ素リン珪酸ガラス（ＢＰＳＧ）、任意の適切なスピンオンガラス、ポリイミド、または任意の他の適切な誘電材料を含んでもよい。
【００５０】
誘電材料１３４は、複数のステージで形成されてもよいことを認識されたい。例えば、誘電材料１３４は、初めに、コンフォーマルな誘電体をアパチャに充填させながら、低堆積速度で堆積されてもよい。次いで、１つの例において、例えば、単結晶シリコンおよびポリシリコンのスピンコーティングスパッタリング、熱酸化、および窒化、堆積された金属の直接反応によるケイ化物の形成、化学気相成長（ＣＶＤ）、物理気相成長（ＰＶＤ）、低圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化型ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、高密度化学プラズマ気相成長（ＨＤＣＰＶＤ）、急速熱処理ＣＶＤ（ＲＴＣＶＤ）、金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、および／または、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ）など、より高速な堆積プロセスによりさらなる誘電材料１３４が形成されてもよい。
【００５１】
図１５を参照すると、電極層１２０、有機ポリマー層１１６、伝導促進層１１２、第１の導電層１０８、および基板１０４の上方に形成された第２の導電層１３６の堆積が示されている。特に、電極層１２０は、第２の導電層１３６に接続される。１つの例において、第２の導電層１３６は、堆積されたアルミニウムを含む。
【００５２】
図１６は、ワード線（図示せず）を形成するための第２の導電層１３６のパターニングを示す。パターニングは、上述したようなフォトレジスト層１４０および選択エッチングを用いて実行することができる。フォトレジスト層１４０の部分は、開口またはアパチャ１４４を形成するように除去される。アパチャ１４４は、ワード線１４８を形成する。第２の導電層１３６（図１７）を選択的にエッチングすることによってワード線１４８を形成することに加え、選択的エッチングは、電極層１２０（図１８）および有機ポリマー層１１６（図１９）の部分を選択的に除去することで、メモリセル１５６をさらに隔離することができる。次いで、開口またはアパチャ１４４は、上述したような誘電材料１５２で充填されてもよい（図２０）。したがって、メモリセル１５６は、第１の導電層１０８に形成されたビット線１３２と、第２の導電層１３６に形成されたワード線１４８と自己整合される。
【００５３】
メモリセル１５６は、メモリを必要とする任意のデバイスにおいて有用である。例えば、メモリデバイスは、コンピュータ、電気器具、工業機器、ハンドヘルド式デバイス、電気通信機器、医療機器、研究開発機器、輸送車両、レーダ／衛星デバイスなどに利用されてもよい。ハンドヘルド式デバイス、特に、ハンドヘルド式電子デバイスは、メメオリデバイスの小型化と軽量化により改良が図られる。ハンドヘルド式デバイスの例として、携帯電話および他の双方向通信デバイス、パーソナルデータアシスタント、パームパイロット、ポケットベル、ノート型コンピュータ、リモートコントロール、レコーダ（ビデオおよびオーディオ）、無線、小型テレビおよびウェブビューア、カメラなどが挙げられる。
【００５４】
上記に示し記載した点を考慮すると、図２２、図２３、および図２４の流れ図を参照しながら、本発明の１つ以上の態様により実行されてもよい手法がより深く認識されるであろう。説明を簡潔にするために、この手法は、一連の機能ブロックとして示し記載するが、本発明によれば、本願明細書に示し記載する順序とは異なる順序、および／または他のブロックと同時に起こるブロックもあり得るため、本発明は、これらのブロックの順序に限定されるものではないことを理解および認識されたい。さらに、本発明の１つ以上の態様による手法を実行するために、すべての例示したブロックが必要になるわけではない。ソフトウェア、ハードウェア、それらの組み合わせ、またはブロックに関連付けられた機能を実行するための任意の他の適切な手段（例えば、デバイス、システム、プロセス、コンポーネント）によって、種々のブロックが実行されてもよいことを認識されたい。また、ブロックは、本発明のいくつかの態様を単に簡単な形態で示しているにすぎず、これらの態様は、ブロック数を減少および／または増大することによって示されてもよいことも認識されたい。
【００５５】
図２１、図２２、および図２３を参照すると、本発明の１つ以上の態様によるメモリセルの形成手法２１００が示されている。２１０４において、第１の導電層（例えば、第１の導電層は、ビット線として作用し得る）の上方に伝導促進層が形成される。伝導促進層を形成するために、例えば、成長、堆積、スピンオン、および／またはスパッタリング技術を含む任意の適切な技術を利用することができる。伝導促進層は、構成されるメモリデバイスの実施例および目的の利用法に応じて、任意の適切な厚みまで形成されてもよい。しかしながら、導電層は、一般的に、伝導促進層より厚みがあることを認識されたい。本発明の１つの態様によれば、導電層の厚みは、伝導促進層の厚みの約５０倍〜約２５０倍のものであってもよい。本発明の別の態様において、導電層の厚みは、伝導促進層の厚みの約１００倍〜約５００倍のものであってもよい。しかしながら、本発明の態様によれば、他の適切な比率を用いることができることを認識されたい。
【００５６】
伝導促進層は、例えば、硫化銅（Ｃｕ２−ｘＳｙ、ＣｕＳ）、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉ３Ｏ４）、硫化銀（Ａｇ２−ｘＳ２、ＡｇＳ）、銀−銅−硫化物錯体（ＡｇｙＣｕ２−ｘＳ２）、硫化金（Ａｕ２Ｓ、ＡｕＳ）、硫酸セリウム（Ｃｅ（ＳＯ４）２）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、リチウム錯体（ＬｉｘＴｉＳ２、ＬｉｘＴｉＳｅ２、ＬｉｘＮｂＳｅ３、ＬｉｘＮｂ３Ｓｅ３）、水素化パラジウム（ＨｘＰｄ）（化学式中、ｘおよびｙは、所望の特性を生じるように選択される）任意の１つ以上を含んでもよく、一般的に、電荷を授受することができる（例えば、正孔および／または電子）。導電層は、例えば、銅とともに、アルミニウム、クロム、ゲルマニウム、金、マグネシウム、マンガン、インジウム、鉄、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銀、チタン、亜鉛、それらの合金、インジウム−錫酸化物、ポリシリコン、ドープされたアモルファスシリコン、金属ケイ化物などの任意の他の適切な伝導性材料を含むことができる。伝導性材料に利用可能な合金の例として、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）、Ｋｏｖａｒ（登録商標）、Ｉｎｖａｒ、Ｍｏｎｅｌ（登録商標）、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）、真鍮、ステンレス鋼、マグネシウム−銀合金、および種々の他の合金がある。導電層のいくつかの例示的な厚みの範囲は、約０．０１μｍ以上から約１０μｍ以下、約０．０５μｍ以上から約５μｍ以下、および／または約０．１μｍ以上から約１μｍ以下を含む。
【００５７】
２１０８において、伝導促進層および第１の導電層の上方に有機ポリマー層が形成される。有機ポリマー層は、例えば、スピンコーティング技術などの任意の適切な方法で、下地層の上方に形成することができる。多量の有機ポリマー材料が、ウェハの中心に配置され、その後、ウェハを急速に回転させることによって均一に分布することができる。有機ポリマーが、例えば、ポリアセチレン（シスまたはトランス）、ポリフェニルアセチレン（シスまたはトランス）、ポリジフェニルアセチレン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリポルフィリン、ポルフェリン大環、チオール誘導ポリポルフィリン、ポリフェロセン、ポリフタロシアニンなどのポリメタロセン、ポリビニレン、ポリピロール、ポリジフェニルアセチレン（ＤＰＡ）、Ｓｉ、約１．５％のＣｕ（Ｉ状態およびＩＩ状態）、および約２８％のＯなどの任意の１つ以上を含んでもよいことを認識されたい。さらに、ポリマーの特性は、適切なドーパント（例えば、塩）でドーピングすることによって修正することができる。有機ポリマー層は、作製されるメモリデバイスの選択された実施例および／または目的の利用法に応じた適切な厚みを有し、このような適切な厚みの一例は、約３００Å〜５０００Åの範囲を含む。
【００５８】
２１１２において、有機ポリマー層、伝導促進層、および第１の導電層の上方に電極層が形成される。電極層は、例えば、アモルファスカーボン、タンタル、窒化タンタル（ＴａＮ）、チタン、窒化チタン（ＴｉＮ）任意の１つ以上を含んでもよく、任意の数の適切な技術によって形成されてもよい。電極層を形成するのに利用可能な１つの技術は、電極層を構成する材料の混合物を配置し、次いで、ウェハにわたって材料を均等に分布させるために、ウェハを急速に回転させることを伴うスピンコーティング技術である。他の形態では、または、さらに、例えば、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化型化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、高密度化学気相成長（ＨＤＣＶＤ）、急速熱処理化学気相成長（ＲＴＣＶＤ）、金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、およびパルスレーザ堆積（ＰＬＤ）を含むスパッタリング、成長、および／または堆積技術を実行して、電極層１２０を形成することができる。電極層は、作製されるメモリデバイスの選択した実施例および目的の利用法に応じて、任意の適切な厚みのものであってもよいことを認識されたい。電極層の１つのこのような適切な厚みは、例えば、約１００□〜１５００□の範囲を含む。ポリマー層は、一般的に、電極層より厚いものであることをさらに認識されたい。本発明の１つの態様によれば、ポリマー層の厚みは、電極層の厚みの約１０〜５００倍である。本発明の別の態様において、ポリマー層の厚みは、電極層の厚みの約２５〜約２５０倍である。しかしながら、本発明の態様に従って他の適切な比率が用いられてよいことを認識されたい。
【００５９】
次いで、２１１６において、電極層、有機ポリマー層、伝導促進層、および第１の導電層の上方に、フォトレジスト層が形成される。フォトレジスト層は、下地層をエッチングするためのマスクとして機能し、現像したフォトレジスト層にパターンまたは開口を形成するのに適切な厚みまで下地層に対して、例えば、成長、堆積、スピンオン、および／またはスパッタリングすることができる。例えば、１つの遠紫外線化学増幅型フォトレジストは、部分的にｔ−ブトキシカルボニルオキシを置換したポリ−ｐ−ヒドロキシスチレンである。フォトレジストは、Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｋｏｄａｋ、Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｂｒｅｗｅｒ、およびＩＢＭを含む多数の製造業者から市販されている。フォトレジストは、ポジ型またはネガ型のいずれかのフォトレジストであり、このようにして、フォトレジストの露光または非露光のいずれかの部分が、利用されるレジストのタイプに応じて、引き続き除去または現像され得る。
【００６０】
２１２０において、フォトレジストは、フォトレジストに１つ以上のパターンを形成するように露光される。フォトレジストは、例えば、波長が比較的短い（例えば、２００ｎｍ未満）電磁放射を用いてパターニングすることができる。フォトレジスト層は、放射に対して選択的な露光が可能であり、すなわち、フォトレジスト層の選択部分が、フォトレジストにパターンを形成するように放射に露光され得ることを認識されたい。
【００６１】
フォトレジストの露光後、２１２４において、例えば、フォトレジスト層の露光部分または非露光部分のいずれかを除去する適切な現像液と相互作用することによって、選択的に露光されたフォトレジストが現像される。フォトレジスト層の部分が除去され、フォトレジストに開口またはアパチャを形成する。現像液の種類は、特に、フォトレジストの特定の化学的構造に左右され得る。例えば、フォトレジスト層の部分を除去するために、水性アルカリ溶液が用いられてもよい。他の形態では、フォトレジスト層の選択された部分を除去するために、希釈した水性酸性溶液、水酸化物溶液、水、および有機溶剤溶液の１つ以上が用いられてもよい。
【００６２】
２１２８において、電極層は、フォトレジストがマスクとしての機能を維持したまま、スタックにアパチャを形成し続けるようにエッチングされる。２１３２において、アパチャは、有機ポリマー層内へエッチングされる。有機ポリマー層は、例えば、Ｏ２／Ｎ２＋ＣＯ、および／または、Ｏ２／Ｎ２エッチャント組成でドライエッチングされ得る。
【００６３】
２１３６において、伝導促進層がエッチングされる。２１４０において、第１の導電層がエッチングされ、残りのフォトレジスト部分が除去される。
【００６４】
２１４４において、電極層、有機ポリマー層、伝導促進層、および導電層の上方に位置する誘電材料または絶縁材料が形成される。誘電材料は、電極層および有機ポリマー層内に形成されたアパチャ内を充填し、引き続き形成されたワード線に相応するのに十分な高さまで形成される。誘電材料は、例えば、約２μｍ以下の高さまで形成されてもよい。誘電材料は、複数のステージで形成されてもよいことを認識されたい。例えば、誘電材料は、初めに、コンフォーマル（共形）な誘電体をアパチャに充填しながら、低堆積速度で堆積してもよい。次いで、例えば、単結晶シリコンおよびポリシリコンのスピンコーティングスパッタリング、熱酸化、および窒化、堆積された金属の直接反応によるケイ化物の形成、化学気相成長（ＣＶＤ）、物理気相成長（ＰＶＤ）、低圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化型ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、高密度化学プラズマ気相成長（ＨＤＣＰＶＤ）、急速熱処理ＣＶＤ（ＲＴＣＶＤ）、金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、および／または、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ）など、より高速な堆積プロセスにより、誘電材料の残りが形成されてもよい。誘電材料は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、フッ素化酸化シリコン（ＳｉＯｘＦｙ）、ポリシリコン、アモルファスシリコン、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、リン珪酸ガラス（ＰＳＧ）、ホウ素リン珪酸ガラス（ＢＰＳＧ）、任意の適切なスピンオンガラス、ポリイミド、または任意の他の適切な誘電材料を含んでもよい。
【００６５】
２１４８において、第２の導電層が形成される（例えば、ワード線）。２１５２において、第２の導電層は、フォトレジストでパターニングされる。２１５６において、フォトレジストが現像される。２１６０において、第２の導電層がエッチングされる。２１６４において、電極層がエッチングされる。
【００６６】
次に、２１６８において、有機ポリマー層がエッチングされ、残りのフォトレジスト部分が除去される。２１７２において、誘電材料が形成される。
【００６７】
ポリマーメモリセルに用いられる伝導促進層（例えば、Ｃｕ２−ｘＳｙ、化学式中、ｘおよびｙは、所望の特性を生じるように選択される）は、重要な役割を担うことを認識されたい。この層が存在することで、有機ポリマー層の伝導性が著しく高められる。この特徴は、以下のもの、例えば、Ｃｕ２−ｘＳｙによって発生する電荷キャリア、電荷空乏層の蓄積、電荷キャリア分布、および電場の反転後の電荷キャリアの再分布によるメモリ損失に少なくとも部分的に応じたものである。以下の記載は、電荷キャリアの濃度と挙動について記載し示す。
【００６８】
以下の例において、伝導性ポリマーが与えられ、Ｃｕ２−ｘＳｙ、（化学式中、ｘおよびｙは、所望の特性を生じるように選択される）が伝導促進層に利用される。電荷キャリアの発生に関して、Ｃｕ２−ｘＳｙの銅は、非化学量論的酸化状態にある（１．８≦ｘ≦２．０）。これは、伝導性ポリマーから電子を獲得する能力が比較的強く、以下の式を生じる。
【数１】
2006509368.tif 000003
結果的に、Ｃｕ２−ｘＳｙとポリマーとの間の境界に蓄積される電荷により、固有な場が生じる。これは、Ｃｕ２−ｘＳｙとポリマーとの間の境界における固有の電場の影響を示すグラフである図２４に示されている。酸化ポリマー（ポリマー＋）は、外部場の適用時の電荷キャリアである。ポリマーの伝導性は、その濃度と移動度とによって決定される。
【数２】
2006509368.tif 000004
式中、ｑはキャリアの電荷であり、ｐはキャリア濃度であり、μは移動度である。
【００６９】
以下、電荷空乏層を参照すると、半導体に対して適用されたものと同様の概念を用いると、ポテンシャル関数が以下のように表される。
【数３】
2006509368.tif 000005
式中、Ｎｐは電荷キャリアの平均濃度であり、εはポリマーの誘電定数であり、ｄｐは電荷空乏の幅である。Ｎｐは、以下の式を用いることによって得られる。
【数４】
2006509368.tif 000006
式中、Ｖは印加された外部場電圧である。順電圧の場合、符号は「−」である。逆電圧の場合、符号は「＋」である。
数式３の電圧関数は、導関数を単純化するために近似化できる。
【００７０】
電荷キャリア分布に関して、半導体のｐドーピングのように、２つのプロセスは、典型的に、電場で生じる。この束は以下のように表される。
【数５】
2006509368.tif 000007
式中、Ｄは電荷キャリアの拡散定数であり、Ｅはｘでの電場である。
電流がなければ、キャリア分布は以下のとおりである。
【数６】
2006509368.tif 000008
式中、ｐ（０）は濃度であり、Ｖ（０）は境界での電圧であり、Ｖｔ＝ｋＴ／ｑである。
【００７１】
電流束Ｊ＞０になるように順電圧が大きい場合、解析方程式は、セルでの電圧分布を想定しながら定常状態フローの場合の解析方程式を導き出すことができる。概して、順電圧下で、電荷分布ｐ（ｘ）は、ｘの増加関数である。逆電圧が印加された場合、すなわち、Ｖ（ｘ）＞Ｖ０の場合、電荷濃度は、ｘの減少関数である。
【００７２】
最終的な特徴である保持時間とは、順電圧がより多くの電荷キャリアを発生し、電荷キャリアが、受動（Ｃｕ２−ｘＳｙ）層の他方端（ポリマーから離れた位置にある）上により多く蓄積するということをさす。しかしながら、この電荷キャリア濃度は、電圧が取り除かれると元に戻り、２つのプロセス、すなわち、Ｃｕ２−ｘＳｙ層への電荷キャリアの拡散と、境界での電荷キャリアの再結合とを含む。
フィックの法則が、第１のプロセス、すなわち、Ｃｕ２−ｘＳｙ層への電荷キャリアの拡散を表す。電荷キャリアの再結合は以下のように表すことができる。
【数７】
2006509368.tif 000009
【００７３】
保持時間とは、元の状態に電荷キャリアを再分配するのに必要な時間である。反応速度は拡散速度より比較的速くなりやすい。したがって、保持時間は、拡散プロセスによってのみ実質的に決定することができる。
【００７４】
例示的なメモリセルが、数式１〜数式９に関して本願明細書において考慮され、図２５〜図３２に示されている。考慮する例示的なセルのパラメータは、固有電圧Ｖｂ＝０．０２Ｖ、平衡定数Ｋｅｑ＝２．１７×１０−４、境界でのＣｕ２−ｘＳｙおよびポリマーの濃度［ポリマー］０＝［Ｃｕ２−ｘＳｙ］０＝１０８３／ｃｍ３、ポリマーの厚みｄ＝５×１０−５ｃｍ（０．５μｍ）、およびＣｕＳの厚みｄＣｕＳ＝５×１０−７ｃｍ（０．００５μｍ）である。本発明の１つの態様による有機メモリセルの電気的動作を説明するために、６つの典型的なケースが計算される。
【００７５】
図２５は、本発明の１つの態様によるＣｕ２−ｘＳｙおよび有機ポリマーの境界からの距離と、例示的なメモリセルの電荷キャリア分布２５０２との関係を示すグラフ２５００である。電荷キャリア濃度２５０２は、境界からの距離（ｘ）の減少関数であるように示されている。このグラフ２５００は、外部電圧Ｖ＝０、電流Ｊ＝０であるとされる。電荷キャリア濃度２５０２は、定電場仮定の数式６を利用して導き出される。しかしながら、図示した点は、定電場仮定とは無関係である。
【００７６】
以下、図２６を参照すると、例示的な有機メモリセルの電荷キャリア分布２６０２を示す別のグラフ２６００が、本発明の１つの態様により示されている。このグラフ２６００の場合、パラメータは、以下のように設定されている。すなわち、順電圧＝０．１２Ｖであり、電流束Ｊ＝０である。Ｃｕ２−ｘＳｙの一端は、他端（有機ポリマー）より電圧が高い。これにより、電荷キャリアはＣｕ２−ｘＳｙ層から離れ、電荷キャリア濃度はｘの増加関数を有するようになる。最も低い濃度ｐ（０）であっても、このケースの場合、その値は小さいものではない（例えば、図２６に示すケースの場合、その値は３．３２×１０１９／ｃｍ３である）。これにより、順電圧の印加時にポリマーが良好な導体である理由が説明される。再度言うが、プロットに使用されているのは、定電場仮定の数式６である。
【００７７】
図２７は、本発明の１つの態様によるＣｕ２−ｘＳｙおよび有機ポリマーの境界からの距離と、例示的なメモリセルの電荷キャリア分布２７０２との関係を示すさらなる別のグラフ２７００である。このグラフの場合、パラメータは、逆電圧＝０．２８Ｖおよび電流Ｊ＝０であるように設定される。逆電圧の場合、電荷キャリアは、Ｃｕ２−ｘＳｙポリマー境界に集中し、境界から離れると低濃度にすぐに降下し、これにより、高逆電圧の印加時にメモリセルが非伝導性になる理由が説明される。再度言うが、一定の電場モデルの数式６が用いられている。例示されている点は、この仮定とは無関係である。
【００７８】
以下、図２８を参照すると、本発明の１つの態様による距離と例示的なメモリセルの電荷キャリア分布２８０２との関係を示す別のグラフ２８００が与えられる。このグラフ２８００の場合、パラメータは、順電圧＝０．５２Ｖおよび電流束Ｊ＞０（ｐＪ＝１０１８／ｃｍ３）になるように設定される。電流束Ｊ＞０であれば、順電圧により電荷キャリアがＣｕ２−ｘＳｙ境界から離れるため、電荷キャリアは、ｘの増加関数のままである。１つの重要な点は、最も低い濃度ｐ（ｘ）は境界に位置するということである。
【００７９】
図２９は、順電圧Ｖと例示的なメモリセルの境界２９０２での電荷キャリア濃度との関係を示すさらなる別のグラフ２９００である。このグラフの場合、パラメータは、Ｊ＞０（ｐＪ＝１０１８／ｃｍ３）であるように設定され、定電場モデルを仮定している。このモデルは、セルの電場が一定であることを仮定している。したがって、電圧Ｖ（ｘ）は、線形関数として表される。このモデルは、ポリマーの拡散定数が小さく、電気抵抗が一定の場合に適用可能である。このモデルの場合、境界での電荷キャリア濃度は、電圧の関数として導き出される。ｐ０（Ｖ）は、順電圧が十分に大きくなると一定になる傾向にあり、電流は、境界での電荷キャリア非電荷注入によって制御されることに留意されたい。このようにして、ｐ（０）は、以下のように書き換えられる。
【数１０】
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この数式１０は、限界ｐ（０）が、Ｃｕ２−ｘＳｙ層とポリマー層との間の厚みの比率の増加関数であることを示している。
【００８０】
図３０は、本発明の１つの態様による順電圧Ｖｉｎと例示的なメモリセルの境界３００２での電荷キャリア濃度との関係を示す別のグラフ３０００である。このグラフ１００の場合、ｐ（０）は、順電圧、０より大きくても小さくてもよい電流Ｊ、およびステップポテンシャル関数モデルの関数である。このモデルでは、電圧Ｖ（ｘ）関数は、ステップ関数で表すことができるとされる。モデルは、ポリマーの拡散定数が非常に大きい場合に適用可能である。したがって、セルでの電気抵抗は微々たるものである。このモデルでは、境界での電荷キャリア濃度は、電圧の関数として導き出される。図３０において、ｐ０（Ｖ）は、順電圧が十分に大きくなると、ゼロになる傾向にあることに留意されたい。境界での電荷キャリアが電流束を制御する場合、この値は電圧に応じる。このゼロ限界挙動は、反応（１）によって設定された界面境界限界によるものである。基本的に、境界から他端部への高速電荷キャリア輸送は、供給限界に達する。したがって、限界ｐ（０）は、以下のようにさらに書き換えられる。
【数１１】
2006509368.tif 000011
再度言うが、ｐ（０）は、Ｃｕ２−ｘＳｙ層とポリマー層との間の厚みの比率の増加関数である。
【００８１】
上述した記載に関して、測定された束は、限界束がポリマーにあるとき電荷キャリアドリフトによって決定されることを留意することは重要である。定電場仮定の下で、電荷キャリア濃度を表すための関数はｐ（ｘ）である。セルの最も低い濃度が境界にあるため、ポリマーが限界束を決定する場合、ｐＪ＝ｐ（０）が成り立つ。この条件により、定数ｐ（ｘ）が得られる。これは、言い換えれば、数式５の束への拡散寄与が０であるということである。ステップポテンシャル仮定下、電荷キャリア濃度ｐ（ｘ）を表すために、別の関数が用いられる。所期電荷キャリア濃度ｐ（０）は、他の領域より比較的実質的に小さい値を有する。したがって、Ｊは、ｐ（０）によって決定される。留意される別の点は、境界条件とみなす。半導体と異なり、これは、あらゆる場所にではなく、境界の濃度にのみ適用可能である。この境界条件は、セルに生じた殿下キャリアの全量を制限する。
【００８２】
上記数式（数式１〜数式７）および図２７〜図３０は、ポリマーメモリセルの挙動を表し、モデリングする。このモデルは、測定されたデータを説明するために用いることができ、Ｃｕ２−ｘＳｙとは別の他の材料に対するものでも可能である。さらに、モデルは、保持および反応時間の高め方に関して考えたり、トランジスタなどの他のデバイスを設計するために用いたりすることもできる。さらに、モデルは、伝導レベルの設定（例えば、状態の設定）、伝導状態の読み出し、および伝導レベルの消去を行うことで、書き込みまたはプログラミング、読み出し、および消去のメモリデバイス動作を実行する種々のしきい値電圧を発展させるために用いることができる。
【００８３】
上述した記載は、本発明の１つ以上の態様である。言うまでもなく、本発明を記載するために構成部品または手法のすべての考え得る組み合わせを記載することは不可能であるが、当業者であれば、本発明の多くのさらなる組み合わせおよび変更が可能であることが認識されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内のものであるこのようなすべての変更、修正、および変形を含むものとされる。さらに、本発明の特定の特徴が、いくつかの実施例の１つのみに対して開示されている場合もあるが、このような特徴は、必要に応じて、および任意の所与または特定の応用に有益となるように、他の実施例の１つ以上の他の特徴と組み合わされてもよいさらに、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語は、詳細な記載および特許請求の範囲のいずれにも使用されていれば、このような用語は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様に包括的であると意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の１つの態様により上部にメモリセルが形成されたウェハの部分の略図的断面図である。
【図２】例えば、本発明の１つの態様により形成されたセルから構成されてもよいメモリセルのアレイを示す。
【図３】本発明の１つの態様により上部に伝導促進層が形成された導電層を有するウェハの部分を示す略図的断面図である。
【図４】伝導促進層の上部に有機ポリマー層が形成された、図３に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図５】有機ポリマー層の上方に電極層が形成された、図４に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図６】電極層の上方にパターン化されたフォトレジスト層が形成された、図５に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図７】パターン化されたフォトレジスト層にアパチャが形成された、図６に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図８】電極層内にアパチャがエッチングされた、図７に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図９】有機ポリマー層内にアパチャがエッチングされた、図８に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図１０】伝導促進層内にアパチャがエッチングされた、図９に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図１１】第１の導電層内にアパチャがエッチングされた、図１０に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図１２】図１１に示すウェハの部分の別の略図的断面図である。
【図１３】フォトレジスト層の残りの部分が除去された、図１２に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図１４】フォトレジスト層の残りの部分が除去され、スタックの上方に誘電材料が形成され、アパチャ内を充填する、図１２に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図１５】誘電材料および電極層の上方に第２の導電層が形成された、図１４に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図１６】第２導電層の上方にパターン化されたフォトレジスト層が形成された、図１５に示すウェハの部分の別の略図的断面図である。
【図１７】ワード線を形成する第２の伝導性にアパチャが形成された、図１６に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図１８】電極層にアパチャが形成された、図１７に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図１９】有機ポリマー層にアパチャが形成された、図１８に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図２０】フォトレジスト層の残りの部分が除去され、スタックの上方に誘電材料が形成され、アパチャ内を充填する、図１９に示すウェハの部分の略図的断面図である。
【図２１】本発明の１つの態様によるメモリセルを形成するための方法を示すフローチャートである。
【図２２】図２１の方法をさらに示すフローチャートである。
【図２３】図２１および図２２の方法をさらに示すフローチャートである。
【図２４】本発明の１つ以上の態様による、伝導促進層とポリマー層との間の境界上での固有電場の延慶を示すグラフである。
【図２５】本発明の１つ以上の態様による、例示的なメモリセルの電荷キャリア分布を示すグラフである。
【図２６】本発明の１つ以上の態様による、例示的なメモリセルの電荷キャリア分布を示す別のグラフである。
【図２７】本発明の１つ以上の態様による、例示的なメモリセルの電荷キャリア分布を示すさらなる別のグラフを示す。
【図２８】本発明の１つ以上の態様による、例示的なメモリセルの電荷キャリア分布を示すさらなる別のグラフである。
【図２９】本発明の１つ以上の態様による、例示的なメモリセルの境界での電荷キャリア濃度を示すグラフである。
【図３０】本発明の１つ以上の態様による、例示的なメモリセルの境界での電荷キャリア濃度を示す別のグラフである。
【図１】
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【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】
2006509368.tif 000019
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年12月7日(2004.12.7)
【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】
ビット線（１０８、１３２）として作用する第１の導電層（１０４、１０８）と、
前記第１の導電層（１０４、１０８）の少なくとも一部分の上方にある有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）と、
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）の上方にある電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）と、
ワード線（１４８、２０４、２１４８）として作用する、前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）の上方にある第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）と、
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）および前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）の少なくとも一部分を取り囲む誘電材料（１３４、１５２、２１４４、２１７２）とを含む、有機メモリデバイス。
【請求項２】
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）が、少なくとも２つの状態のうちの１つに選択的にプログラミング可能なインビーダンスを有する、請求項１に記載の有機メモリデバイス。
【請求項３】
前記第１の導電層（１０４、１０８）の上方および前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）の下方に、電荷の授受が可能な伝導促進層（１１２、２１３６）をさらに含む、請求項１に記載の有機メモリデバイス。
【請求項４】
前記伝導促進層（１１２、２１３６）が、硫化銅（Ｃｕ２−ｘＳｙ、ＣｕＳ）、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉ３Ｏ４）、硫化銀（Ａｇ２−ｘＳ２、ＡｇＳ）、銀−銅−硫化物錯体（ＡｇｙＣｕ２−ｘＳ２）、硫化金（Ａｕ２Ｓ、ＡｕＳ）、硫酸セリウム（Ｃｅ（ＳＯ４）２）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、リチウム錯体（ＬｉｘＴｉＳ２、ＬｉｘＴｉＳｅ２、ＬｉｘＮｂＳｅ３、ＬｉｘＮｂ３Ｓｅ３）、および水素化パラジウム（ＨｘＰｄ）の少なくとも１つを含み、化学式中、ｘおよびｙは、所望の特性を生じるように選択される、請求項３に記載のメモリデバイス。
【請求項５】
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）が、共役有機材料である、請求項１に記載の有機メモリデバイス。
【請求項６】
前記第１の導電層（１０４、１０８）が、銅、アルミニウム、クロム、ゲルマニウム、金、マグネシウム、マンガン、インジウム、鉄、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銀、チタン、亜鉛、それらの合金、インジウム錫酸化物、ポリシリコン、ドープされたアモルファスシリコン、金属ケイ化物、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）、Ｋｏｖａｒ（登録商標）、Ｉｎｖａｒ、Ｍｏｎｅｌ（登録商標）、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）、真鍮、ステンレス鋼、およびマグネシウム−銀合金の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のメモリデバイス。
【請求項７】
前記誘電材料（１３４、１５２、２１４４、２１７２）が、酸化シリコン（ＳｉＯ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、フッ素化酸化シリコン（ＳｉＯｘＦｙ）、ポリシリコン、アモルファスシリコン、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、リン珪酸ガラス（ＰＳＧ）、およびホウ素リン珪酸ガラス（ＢＰＳＧ）の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の有機メモリデバイス。
【請求項８】
ビット線（１０８、１３２）として作用する第１の導電層（１０４、１０８）の上方に、有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）を形成し、
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）の上方に、電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）を形成し、
前記電極層（１２０）、前記有機ポリマー層、伝導促進層（１１２）、前記第１の電導性層（１０５）、および基板の上方に、第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）を形成し、
ワード線（１４８、２０４、２１４８）を形成するために、前記第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）をエッチングし、前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）および前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）の少なくとも一部分をさらにエッチングし、
前記有機ポリマー（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）および前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）を隔離するために、誘電材料（１３４、１５２、２１４４、２１７２）を形成し、前記第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）が形成された後に、前記誘電材料（１３４、１５２、２１４４、２１７２）の少なくともいくつかが形成されエッチングされ、前記第２の導電層（１３６、２１４８、２１６０）のエッチングにより、有機メモリデバイスが自己整合される、  メモリセル（１５６、２１０）の形成方法。
【請求項９】
前記第１の導電層（１０４、１０８）の上方に、電荷の授受が可能な伝導促進層（１１２、２１３６）を形成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機ポリマー層（１１６、２１０８、２１３２、２１６８）が、ポリアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリジフェニルアセチレン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリポルフィリン、大環状ポルフェリン、チオール誘導ポリポルフィリン、ポリメタロセン、ポリフェロセン、ポリフタロシアニン、ポリビニレン、ポリピロール、ポリジフェニルアセチレン、およびポリスチロールからなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記電極層（１２０、２１１２、２１２８、２１６４）が、アモルファスカーボン、タンタル、窒化タンタル（ＴａＮ）、チタンおよび窒化チタン（ＴｉＮ）の少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
【国際調査報告】
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2006509368.tif 000043
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2006509368.tif 000045