DE102004057531A1 - Integrierte Halbleiterspeicherzelle, integrierte Halbleiterspeichereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Integrierte Halbleiterspeicherzelle, integrierte Halbleiterspeichereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung Download PDF

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Dirk Dr. Rohde
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Abstract

Vorgeschlagen werden eine integrierte Halbleiterspeicherzelle (100), eine integrierte Halbleiterspeichereinrichtung unter Verwendung der erfinderischen integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Kerngedanke der Erfindung ist, eine als Speicherelement (10) für die integrierte Halbleiterspeicherzelle (100) vorzusehende Feldeffekttransistoreinrichtung (T) mit einem Gatebereich (G) aus einer Floatinggateelektrode (FG) und einer Steuergateelektrode (CG) mit oder auf der Grundlage mindestens eines organischen Materials (16', 50') auszubilden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterspeicherzelle, eine integrierte Halbleiterspeichereinrichtung unter Verwendung der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Erfindung betrifft insbesondere die Realisierung nicht-flüchtiger und elektrisch programmierbarer oder umprogrammierbarer Speicherzellen mit schwebender oder floatender Gateelektrode unter Verwendung einer organischen Materialschicht oder Halbleiterschicht.
  • Bei der Realisierung neuartiger Speicherarchitekturen entstand neben der Zielsetzung einer möglichst hochgradigen Integration und Speicherdichte auch der Wunsch, diese Eigenschaften auch auf nicht-flüchtige Speicherkonzepte auszudehnen. Es wurden daher verschiedene Speicherzellenarchitekturen diskutiert, die unter anderem auch als Flashspeicherzellen bezeichnet werden und bei bestimmten Architekturen als Speicherelement einer gegebenen integrierten Halbleiterspeicherzelle eine Feldeffekttransistoreinrichtung zugrunde legen, die ihrerseits einen Gatebereich besitzt, welcher sich in eine Floatinggateelektrode ohne festen Bezug zu einem elektrischen Potenzial und einer Steuergateelektrode mit definiertem elektrischem Potenzialverhalten unterteilt.
  • Bei all diesen Konzepten ergibt sich eine Beschränkung im Hinblick auf den Einsatzbereich und konkreter im Hinblick auf die materielle Ausgestaltung, weil bisherige Konzeptionen alleine auf üblichen Halbleitermaterialien auf der Grundlage von Silizium und/oder von Germanium beruhen.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Halbleiterspeicherzelle, eine integrierte Halbleiterspeichereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, welche besonders flexibel und gleichwohl einfach, zuverlässig und kostengünstig sind.
  • Gelöst wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bei einer integrierten Halbleiterspeicherzelle erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst bei einer integrierten Halbleiterspeichereinrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 15. Schließlich wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bei einem Verfahren zum Herstellen einer integrierten Halbleiterspeicherzelle erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicher und der integrierten Halbleiterspeichereinrichtung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer integrierten Halbleiterspeicherzelle.
  • Es wird erfindungsgemäß eine integrierte Halbleiterspeicherzelle vorgeschlagen, bei welcher als Speicherelement eine Feldeffekttransistoreinrichtung mit einem Sourcebereich, mit einem Drainbereich, mit einem zwischen dem Sourcebereich und dem Drainbereich vorgesehenen Kanalbereich und mit einem Gatebereich ausgebildet ist, bei welcher der Gatebereich der Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle mit einer dem Kanalbereich zugewandten Floatinggateelektrode und einer dem Kanalbereich abgewandten Steuergateelektrode ausgebildet ist und bei welcher die Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle mit oder auf der Grundlage mindestens eines organischen Materials ausgebildet ist.
  • Es ist somit eine Kernidee der vorliegenden Erfindung, bei eine bei einer integrierten Halbleiterspeicherzelle als Speicherelement vorzusehende Feldeffekttransistoreinrichtung mit oder auf der Grundlage mindestens eines organischen Materials auszubilden.
  • Auf diese Art und Weise erschließt sich eine Vielzahl neuer und mit Gewinn bringenden Eigenschaften behafteter Materialien, die die normalerweise für integrierte Halbleiterspeicherzellen zugrunde liegenden Materialien und deren Eigenschaften an Flexibilität und an Breite des Einsatzspektrums übertreffen.
  • Außerdem sind die Schichtstärken des organischen Materials besonders gut steuerbar und/oder besonders gering ausbildbar.
  • Die Begriffe floatendes oder schwebendes Gate, floatende oder schwebende Gateelektrode, Floatinggateelektrode und Floatinggate werden im Sinne der Erfindung synonym verwendet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle ist zwischen der Floatinggateelektrode und der Steuergateelektrode der Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle ein Dielektrikumsbereich mit oder aus mindestens einem organischen Material ausgebildet.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle ist das organische Material des Dielektrikumsbereichs alternativ oder zusätzlich ausgebildet mit oder aus mindestens einem organischen polymeren Dielektrikum.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle ist das organische Material des Dielektrikumsbereichs alternativ oder zusätzlich ausgebildet mit oder aus mindestens einem organischen molekularen Dielektrikum.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle ist das organische Material des Dielektrikumsbereichs alternativ oder zusätzlich ausgebildet in Form mindestens einer selbstorganisierten monomolekularen Schicht.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle vorgesehen, dass das organische Material des Dielektrikumsbereichs ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem thermisch vernetzten organischen Material.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle vorgesehen, dass das organische Material des Dielektrikumsbereichs ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem optisch vernetzten organischen Material.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle kann es vorgesehen sein, dass die Steuergateelektrode und/oder die Floatinggateelektrode mit oder aus mindestens einem metallischen Material ausgebildet sind.
  • Es ist ferner alternativ oder zusätzlich denkbar, das die erfindungsgemäße integrierte Halbleiterspeicherzelle auf oder in einem Substrat ausgebildet ist, insbesondere auf oder im Oberflächenbereich des Substrats.
  • Dabei ist es ferner möglich, dass das Substrat ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe, die besteht aus einem Glas, einem mechanisch flexiblen Material, einer Folie und einer Polymerfolie.
  • Gemäß einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle ist es vorgesehen, dass die Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle mit einem Kanalbereich aus oder mit mindestens einem organischen Halbleitermaterial ausgebildet ist.
  • Es kann ferner vorteilhaft sein, wenn gemäß einer anderen alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle die Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle mit einem Kanalbereich mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe ausgebildet ist, die gebildet wird von Pentazenen, Polythiophenen und Oligothiophenen.
  • Es ist ferner alternativ oder zusätzlich denkbar, dass zwischen dem Kanalbereich und der Floatinggateelektrode der Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle ein Gateisolationsbereich ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem organischen Material.
  • Dabei wird insbesondere bevorzugt, dass zwischen dem Kanalbereich und der Floatinggateelektrode der Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle ein Gateisolationsbereich ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe, die gebil det wird von polymeren Dielektrika, molekularen Dielektrika und selbstorganisierten Monoschichten.
  • Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer integrierten Halbleiterspeichereinrichtung.
  • Die erfindungsgemäße integrierte Halbleiterspeichereinrichtung ist eine Mehrzahl erfindungsgemäßer integrierter Halbleiterspeicherzellen ausgebildet und vorgesehen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen einer integrierten Halbleiterspeicherzelle.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen einer integrierten Halbleiterspeicherzelle vorgeschlagen, bei welchem als Speicherelement eine Feldeffekttransistoreinrichtung mit einem Sourcebereich, mit einem Drainbereich, mit einem zwischen dem Sourcebereich und dem Drainbereich vorgesehenen Kanalbereich und mit einem Gatebereich ausgebildet wird, bei welchem der Gatebereich der Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle mit einer dem Kanalbereich zugewandten Floatinggateelektrode und einer dem Kanalbereich abgewandten Steuergateelektrode ausgebildet wird und bei welchem die Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle mit oder auf der Grundlage mindestens eines organischen Materials ausgebildet wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer integrierten Halbleiterspeicherzelle ist es vorgesehen, dass zwischen der Floatinggateelektrode und der Steuergateelektrode der Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halblei terspeicherzelle ein Dielektrikumsbereich mit oder aus mindestens einem organischen Material ausgebildet wird.
  • Es ist ferner alternativ oder zusätzlich denkbar, dass das organische Material des Dielektrikumsbereichs ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem organischen polymeren Dielektrikum.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es dazu denkbar, dass das organische Material des Dielektrikumsbereichs ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem organischen molekularen Dielektrikum.
  • In diesem Fall ist es von besonderem Vorteil, wenn das organische Material des Dielektrikumsbereichs ausgebildet wird in Form mindestens einer selbstorganisierten monomolekularen Schicht.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer integrierten Halbleiterspeicherzelle ist es vorgesehen, dass das organische Material des Dielektrikumsbereichs ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem thermisch vernetzten organischen Material.
  • Es ist ferner alternativ oder zusätzlich denkbar, dass das organische Material des Dielektrikumsbereichs ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem optisch vernetzten organischen Material.
  • Die Steuergateelektrode und/oder die Floatinggateelektrode können mit oder aus mindestens einem metallischen Material ausgebildet werden.
  • Es ist ferner in vorteilhafter Weise alternativ oder zusätzlich denkbar, dass die integrierte Halbleiterspeicherzelle auf oder in einem Substrat ausgebildet wird, insbesondere auf oder im Oberflächenbereich des Substrats.
  • Dabei ist es denkbar, dass das Substrat ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe, die besteht aus einem Glas, einem mechanisch flexiblen Material, einer Folie und einer Polymerfolie.
  • Bei einer anderen alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle ist es vorgesehen, dass die Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle mit einem Kanalbereich aus oder mit mindestens einem organischen Halbleitermaterial ausgebildet wird.
  • Dabei kann es insbesondere von Vorteil sein, dass die Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle mit einem Kanalbereich mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe ausgebildet wird, die gebildet wird von Pentazenen, Polythiophenen und Oligothiophenen.
  • Auch kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Kanalbereich und der Floatinggateelektrode der Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle ein Gateisolationsbereich ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem organischen Material.
  • Dabei ist es insbesondere denkbar, dass zwischen dem Kanalbereich und der Floatinggateelektrode der Feldeffekttransistoreinrichtung des Speicherelements der integrierten Halbleiterspeicherzelle ein Gateisolationsbereich ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe, die gebil det wird von polymeren Dielektrika, molekularen Dielektrika und selbstorganisierten Monoschichten.
  • Nachfolgend werden diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung mit anderen Worten näher erläutert:
    Die Erfindung betrifft insbesondere unter anderem die Realisierung nicht flüchtiger, elektrisch programmierbarer oder umprogrammierbarer Speicherzellen mit schwebender oder floatender Gateelektrode unter Verwendung einer organischen Halbleiterschicht.
    •
  • Einführung
  • Die wissenschaftliche Entdeckung, dass bestimmte organische Materialien Halbleitereigenschaften besitzen, hat in kürzester Zeit zu der Entwicklung einer ganzen Reihe elektronischer Anwendungen geführt. Im Vergleich zu anorganischen Halbleitern, wie zum Beispiel Silizium, zeichnen sich organische Halbleiter dadurch aus, dass sie relativ einfach und kostengünstig gewonnen, auf gereinigt und in der Form dünner Schichten verarbeitet werden können. Darüber hinaus kann die Schichtabscheidung in der Regel bei Temperaturen erfolgen, die deutlich unter den in der Siliziumtechnologie üblichen Prozesstemperaturen liegen. Diese Eigenschaften erlauben es, elektronische Bauelemente auf der Grundlage organischer Halbleiterschichten kostengünstig auf großflächigen, preiswerten und gegebenenfalls sogar flexiblen Substraten zu fertigen.
  • Halbleiterspeicher können prinzipiell in flüchtige Speicher und nicht flüchtige Speicher unterteilt werden.
  • Arbeitsspeicher mit extrem kurzen Zugriffszeiten, wie sie heute in enormem Umfang in Computern zur Anwendung kommen, werden fast ausschließlich auf der Grundlage flüchtiger Spei cherarchitekturen ("volatile memory"), insbesondere in der DRAM-Technologie ("dynamic random access memory") gefertigt. Die DRAM Technologie beruht auf der Speicherung elektronischer Ladungen in einem kapazitiven Speicherelement, also in einem Kondensator. Jede Speicherzelle repräsentiert eine Speichereinheit ("bit") und wird durch einen Kondensator und einen Auswahltransistor (einen Feldeffekt-Transistor, FET) gebildet. Aufgabe des Auswahltransistors ist die elektrische Isolation der einzelnen Speicherzellen voneinander und von der Peripherie des Zellenfeldes; durch Schalten des jeweiligen Auswahltransistors kann auf jede beliebige Zelle gezielt und einzeln zugriffen werden ("random access"). Die DRAM-Architektur zeichnet sich durch extrem kurze Zugriffszeiten, z. B. von wenigen Nanosekunden, und extrem geringe Fertigungskosten, z. B. von weniger als 10–8 Euro pro Speicherzelle, aus. Entscheidender Nachteil des DRAM Konzepts ist die Flüchtigkeit der gespeicherten Information, da die im Kondensator gespeicherte Ladung so klein ist, z. B. von weniger als 500000 Elektronen, dass sie bei Abschalten der Versorgungsspannung nach kurzer Zeit, z. B. innerhalb weniger Millisekunden, auf Grund von Leckströmen innerhalb des Zellenfeldes verloren geht.
  • Im Gegensatz zu den flüchtigen Speichern zeichnen sich nichtflüchtige Speicher ("nonvolatile memory") dadurch aus, dass die gespeicherte Information auch nach Abschalten der Versorgungsspannung über lange Zeiträume (mehrere Jahre) erhalten bleibt. Nichtflüchtige, elektrisch programmierbare oder umprogrammierbare Speicher (im Gegensatz zu elektrisch programmierbaren, optisch löschbaren Speichern) sind für ein breites Spektrum von Anwendungen, z. B. in Digitalkameras, Mobiltelefonen, mobilen Navigationsinstrumenten, Computerspielen, von Interesse und könnten auch den Umgang mit Computern revolutionieren, da ein Hochfahren des Computers nach dem Einschalten unnötig würde ("instant-on computer"). Zu den bereits existierenden nichtflüchtigen, elektrisch programmierbare oder umprogrammierbaren Speichertechnologien gehört die Ausführung von Speicherzellen auf der Basis von Silizium Feldeffekttransistoren mit schwebender Gate Elektrode ("floating gate"). Bei diesen Speicherzellen wird die Information in Form elektronischer Ladungen in einer innerhalb des Dielektrikums des Feldeffekt-Transistors ausgeführten schwebenden Gate Elektrode gespeichert und beim Auslesen als Änderung der Schwellspannung des Transistors detektiert. Da die elektronische Ladung in der schwebenden Gate Elektrode isoliert ist, geht sie auch bei Abschalten der Versorgungsspannung nicht verloren. Zu den Nachteilen dieser auch unter dem Begriff Flashspeicher bekannten Technologie gehören die im Vergleich zum DRAM deutlich längeren Zugriffszeiten, z. B. Schreibzeiten, z. B. im Bereich von Mikrosekunden, oder Löschzeiten, z. B. im Bereich von Millisekunden, sowie die auf Grund der hohen elektrischen Belastung des Gate Dielektrikums beim Schreiben und Löschen beschränkte Zuverlässigkeit.
  • Die oben genannten Speicherkonzepte werden gegenwärtig ausschließlich auf Silizium-Plattformen produziert, das heißt, die Herstellung der Speicherelemente erfolgt ausschließlich auf Siliziumsubstraten oder Siliziumwafern und ausschließlich unter Verwendung von Transistoren oder Dioden auf der Basis von Silizium als Halbleiter. Alternativ dazu werden gegenwärtig Transistor-Konzepte entwickelt, die ohne die Verwendung von Siliziumwafern auskommen, und die prinzipiell die Herstellung von Massenspeichern auf preiswerten Glassubstraten und sogar auf flexiblen Polymerfolien ermöglichen. Solche neuartigen Massenspeicher sind für eine Vielzahl von Anwendungen von Interesse, und zwar prinzipiell sowohl für viele Anwendungen, für die die herkömmlichen Siliziumspeicher produziert werden, als auch für Anwendungen, bei denen sich die Verwendung von Siliziumsubstraten nachteilig auf die Einsatzmöglichkeiten oder auf die Produktionskosten auswirkt.
  • Erfindung beschreibt unter anderem insbesondere ein Konzept für die Anfertigung nichtflüchtiger Speicherzellen
    • – auf der Basis von Feldeffekttransistoren mit schwebender oder floatender Gateelektrode, insbesondere als floating gate memory,
    • – ohne die Verwendung von Siliziumsubstraten,
    • – unter Verwendung molekularer selbstorganisierter Monolagen, self assembled monolayer oder SAMs für die Realisierung eines ultradünnen, elektrisch robusten Dielektrikums für das sichere und zuverlässige Schreiben und Löschen der Speicherzelle bei niedrigen Spannungen, und/oder
    • – unter Verwendung einer organischen Halbleiterschicht.
  • Aspekte der Erfindung
  • Ein detailliertes Konzept für den Aufbau nichtflüchtiger, elektrisch programmierbarer oder umprogrammierbarer Speicherzellen mit schwebender oder floatender Gateelektrode, insbesondere als floating gate memory, ohne Verwendung von Siliziumsubstraten und unter Verwendung einer organischen Halbleiterschicht wurde bisher nicht demonstriert.
  • 1 zeigt den schematischen Querschnitt einer Flash-Speicherzelle in Silizium-Technologie.
  • Die wesentlichen Bestandteile der Speicherzelle sind:
    • – das einkristalline Silizium-Substrat, in dem die hoch dotierten Source- und Drainkontaktgebiete sowie der Ladungsträgerkanal des Feldeffekt-Transistors ausgeführt sind,
    • – das Tunneloxid, welches einerseits die gezielte Injektion von Ladungsträgern aus dem Silizium in die schwebende Gate Elektrode zum Zwecke der Programmierung (bzw. das gezielte Abziehen von Ladungsträgern von der schwebenden Gate Elektrode zum Zwecke des Löschens) ermöglicht, und andererseits dazu dient, die schwebenden Gate Elektrode elektrisch vom Silizium Substrat zu isolieren (so dass die in der schwebenden Gate Elektrode gespeicherte Ladung nicht durch ungewollten Abfluss in das Silizium verloren geht),
    • – die schwebenden oder floatende Gateelektrode oder das floating gate, die keine elektrische Verbindung nach außen besitzt und auf der die gespeicherten Ladungen auch nach Abschalten der Versorgungsspannung erhalten bleiben,
    • – das Sperroxid oder blocking oxide, das den Abfluss der gespeicherten Ladungsträger von der schwebenden Gate Elektrode zur Steuerelektrode ("control gate") verhindert, und/oder
    • – die Steuerelektrode oder das control gate, an die oder das die zum Zwecke der Programmierung bzw. des Auslesens notwendigen elektrischen Potentiale angelegt werden.
  • Um nichtflüchtige, elektrisch programmierbare oder umprogrammierbare Speicherzellen mit schwebender oder floatender Gateelektrode ohne die Verwendung von Siliziumsubstraten zu realisieren, wird z. B. der in den 2 und 3 schematisch gezeigte Aufbau vorgeschlagen, welcher Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Speicherzelle entspricht.
  • 2 zeigt schematischer einen Querschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen nichtflüchtigen, elektrisch programmierbaren oder umprogrammierbaren Speicherzelle mit schwebender oder floatender Gateelektrode ohne Verwendung eines Siliziumsubstrats und unter Verwendung einer organischen Halbleiterschicht.
  • Da in dieser Ausführung die Source- und Drainkontakte unterhalb der organischen Halbleiterschicht angeordnet sind, wird diese Ausführung als Bottomkontaktausführung bezeichnet.
  • 3 zeigt in schematischer Form einen Querschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen nichtflüchtigen, elektrisch programmierbaren oder umprogrammierbaren Speicherzelle mit schwebender oder floatender Gateelektrode ohne Verwendung eines Siliziumsubstrats und unter Verwendung einer organischen Halbleiterschicht. Da in dieser Ausführung die Source- und Drainkontakte oberhalb der organischen Halbleiterschicht angeordnet sind, wird diese Ausführung als Topkontaktausführung bezeichnet.
  • Als Substrat für den erfindungsgemäßen Aufbau sind zum Beispiel Glas, Polymerfolien, Metallfolien, Papier und viele andere Materialien geeignet.
  • Auf der Oberfläche des Substrats wird die Steuerelektrode ausgeführt, zum Beispiel durch Abscheidung und nachfolgende Strukturierung einer dünnen Metallschicht. Geeignet für die Ausführung der Steuerelektrode sind insbesondere solche Metalle, auf deren Oberfläche eine molekulare selbstorganisie rende Monolage hoher Qualität erzeugt werden kann, also insbesondere Aluminium.
  • Auf der Oberfläche der Steuerelektrode wird das Tunneldielektrikum in Form einer dünnen, elektrisch isolierenden Schicht ausgeführt. Im Hinblick auf die Funktionsfähigkeit und die Zuverlässigkeit der Speicherzelle sind die Eigenschaften des Tunneldielektrikums besonders kritisch. Das Tunneldielektrikum muss einerseits hinreichend dünn sein, um eine genügend große Tunnelwahrscheinlichkeit für die Programmierung der Speicherzelle zu gewährleisten. Andererseits müssen die Isolationseigenschaften des Tunneldielektrikums möglichst ohne jegliche Störstellen (Defekte) gewährleistet werden, um den unerwünschten Abfluss gespeicherter Ladung nach Abschalten der Versorgungsspannung zu verhindern. In der Siliziumtechnologie werden diese Eigenschaften durch Verwendung einer hochwertigen, wenige Nanometer dicken, thermisch gewachsenen Siliziumdioxid-Schicht bereit gestellt; diese Option steht bei der erfindungsgemäßen Realisierung der Speicherzelle ohne Verwendung von Siliziumsubstraten nicht zur Verfügung. Für die erfindungsgemäße Ausführung des Speicherzelle sind insbesondere Tunneldielektrika auf der Grundlage molekularer selbstorganisierender Monolagen, self assembled monolayer oder SAMs geeignet.
  • Molekulare Selbstorganisation ist die Entstehung molekularer Monolagen durch spontane Ausrichtung und direkte Adsorption organischer Moleküle an festen Oberflächen. Molekulare Selbstorganisation kann wahlweise aus flüssigen Lösungen oder aus der Gasphase erfolgen, erfordert keinerlei mechanische Manipulation der Moleküle und führt im Idealfall zu der Bildung dichter, hochgradig geordneter organischer Monolagen mit hoher chemischer Beständigkeit, mechanischer Robustheit und geringer Störstellendichte. Molekulare Selbstorganisation beruht auf der chemischen Bindung langkettiger Kohlenwasser stoffe mit reaktiven Ankergruppen auf glatten Substratoberflächen, die eine hinreichend hohe Dichte an geeigneten Bindungspositionen aufweisen.
  • Zu den am besten untersuchten SAM-Systemen gehören:
    • – die Silane, die die Selbstorganisation auf nativ oxidiertem Silizium ermöglichen,
    • – die Phosphonsäurederivate, die die Selbstorganisation auf nativ oxidierten Metallen, zum Beispiel auf Aluminium, ermöglichen, und
    • – die Thiole, die die Selbstorganisation auf edlen oder noblen Metallen, zum Beispiel Gold und Silber, ermöglichen.
  • Für die erfindungsgemäße Ausführung des Tunneldielektrikums sind insbesondere Phosphonsäure-Derivate geeignet, und zwar vorzugsweise im Zusammenhang mit Steuerelektroden auf der Basis von Aluminium, da Phosphonsäure-Derivate auf nativ oxidiertem Aluminium molekulare Monolagen mit hervorragenden Eigenschaften bilden.
  • Besonderes Merkmal molekularer selbstorganisierter Monolagen ist ihre Schichtdicke, die allein durch die Länge des für die Selbstorganisation gewählten Moleküls und durch den Winkel zwischen Molekül und Substratoberfläche bestimmt wird. Bei senkrechter Anordnung der Moleküle, wie sie zum Beispiel im Allgemeinen für Thiole auf Silber beobachtet wird, ist die Schichtdicke identisch mit der Länge der Moleküle. Bei anderen Molekül-Substrat-Kombinationen (wie zum Beispiel Phosphonsäurederivate auf nativ oxidiertem Aluminium) werden andere Neigungswinkel und demzufolge andere Schichtdicken beobachtet. Für eine bestimmte Molekül Substrat Kombination ist die Schichtdicke immer absolut gleich. Im Allgemeinen liegen die Schichtdicken molekularer selbstorganisierter Monolagen je nach Wahl des Moleküls und des Substrats im Bereich zwischen 1.5 nm und 2.5 nm und sind damit hervorragend für die Realisierung der erfindungsgemäßen nichtflüchtigen, elektrisch umprogrammierbaren Speicherzellen ohne Silizium geeignet.
  • Auf der Oberfläche des Tunneldielektrikums wird die schwebende oder floatende Gateelektrode oder das floating gate ausgeführt. Hierfür kommen prinzipiell eine Reihe von Materialien und Prozessen in Frage. In der Siliziumtechnologie wird die schwebende oder floatende Gateelektrode in der Regel in der Form polykristalliner Siliziumschichten oder in der Form von Siliziumnitridschichten erzeugt, die beide mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) bei Temperaturen oberhalb von 400 °C erzeugt werden. Die Verwendung von Siliziumnitrid als schwebende Gate Elektrode in Flash-Speichern wird auch als SONOS-Technologie bezeichnet. In der Tat ist die Verwendung eines elektrisch leitfähigen Materials für die schwebende Gate Elektrode nicht zwingend, und unter bestimmten Voraussetzungen bietet ein Isolator wie Siliziumnitrid gewisse Vorteile. Alternativ wird in der Siliziumtechnologie auch die Verwendung dünner Metallschichten diskutiert. Eine weitere Alternative stellt schließlich die Erzeugung dünner Schichten (idealerweise Monolagen) aus Siliziumnanokristallen dar. Die Verwendung elektrisch voneinander isolierter Nanokristalle für die schwebende Gate Elektrode hat gegenüber der Verwendung geschlossener Schichten den entscheidenden Vorteil, dass bei Vorhandensein einer Störstelle im Tunneloxid nicht die gesamte auf der schwebenden Gate Elektrode gespeicherte Ladung abfließt und verloren geht, sondern lediglich die auf einem Nanokristall oder auf einer kleinen Anzahl von Nanokristallen gespeicherten Ladungsträger, so dass die gespeicherte Information prinzipiell erhalten bleibt. In diesem Fall ist eine größere Dichte von Störstellen im Tunneloxid tolerierbar, weshalb ein dünneres Tunneloxid implementiert werden kann und somit geringere Programmierspannungen möglich sind. Siliziumnanokristallschichten werden in der Siliziumtechnologie in der Regel mittels optimierter chemischer Gasphasenabscheidungs-Prozesse bei Temperaturen oberhalb von 400°C erzeugt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Speicherzelle wird die schwebende Gate Elektrode im einfachsten Fall durch eine dünne Metallschicht realisiert, die mittels Vakuumdeposition auf dem Tunneldielektrikum abgeschieden wird. Dafür kommen prinzipiell eine Reihe von Metallen, wie zum Beispiel Aluminium und Gold, in Frage. Obgleich die Störstellendichte in optimierten molekularen selbstorganisierten Monolagen relativ gering ist, kann die Verwendung von Nanokristallschichten gegenüber geschlossenen Schichten auch bei der erfindungsgemäßen Ausführung der schwebenden Gate Elektrode Vorteile hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Speicherzellen bieten. Die in der Siliziumtechnologie gängige chemische Gasphasenabscheidung zur Erzeugung von Siliziumnanokristallschichten ist auf Grund der hohen Prozess-Temperaturen (oberhalb 400 °C) bei der erfindungsgemäßen Ausführung (also im Zusammenhang mit molekularen selbstorganisierten Monolagen) allerdings ungeeignet. Eine Möglichkeit, dünne Nanokristallschichten zur Realisierung der schwebenden Gate Elektrode zu erzeugen, ist die Abscheidung der Nanokristalle aus organischen Lösungsmitteln. Aus der Literatur ist hierbei insbesondere die Verwendung von Goldnanokristallen und Siliziumnanokristallen bekannt.
  • Auf der Oberfläche der schwebenden Gate Elektrode wird das Sperrdielektrikum oder blocking dielectric in Form einer dünnen, elektrisch isolierenden Schicht bzw. gegebenenfalls in Form eines Stapels aus zwei oder mehr dünnen, elektrisch isolierenden Schichten ausgeführt. Für die Funktionsweise der Speicherzelle ist insbesondere das Verhältnis der Kapazitäten des Tunneldielektrikums und des Sperrdielektrikums wichtig. Einerseits sollte das Sperrdielektrikum deutlich dicker sein als das Tunneldielektrikum, so dass der Tunnelstrom durch das Sperrdielektrikum vernachlässigbar ist und die auf der schwebenden Gate Elektrode gespeicherte Ladung nicht über das Sperrdielektrikum abließen kann. Andererseits darf die Kapazität des Sperrdielektrikums im Vergleich zu der Kapazität des Tunneldielektrikums nicht zu klein sein, da ansonsten der Einfluss der Steuerelektrode auf das Potential in der Halbleiterschicht verloren geht. Idealerweise ist das Sperrdielektrikum zwar deutlich dicker als das Tunneldielektrikum, hat aber eine vergleichsweise große Kapazität. Dieser Widerspruch kann zum Beispiel durch Verwendung von Materialien mit möglichst unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten gelöst werden. Die relative Dielektrizitätskonstante der für die Realisierung des Tunneldielektrikums vorgeschlagenen molekularen selbstorganisierten Monolagen liegt in der Regel um etwa 2,5. Für das Sperrdielektrikum bietet sich also ein Material mit deutlich höherer relativer Dielektrizitätskonstante an. Im Hinblick auf die Prozessierbarkeit eignen sich dabei insbesondere aus organischen Lösungsmitteln abzuscheidende und thermisch oder optisch vernetzbare Polymere, wie zum Beispiel Polyvinylphenol. Die Schichtdicke des Sperrdielektrikums sollte bei etwa 10 nm liegen.
  • Zur gezielten Optimierung der Isolationseigenschaften des Sperrdielektrikums bietet sich ferner die Realisierung eines Stapels aus zwei dünnen isolierenden Schichten an. Hierfür sind insbesondere solche Prozesse geeignet, bei denen auf der Oberfläche der schwebenden Gate Elektrode zunächst eine etwa 2 nm dicke, molekulare selbstorganisierte Monolage erzeugt wird, gefolgt von einer etwa 8 nm dicken, thermisch oder optisch vernetzten Polyvinylphenol-Schicht. Solche Mehrlagen dielektrika haben in der Regel ausgezeichnete Isolationseigenschaften. Die Gesamtschichtdicke des Sperrdielektrikums sollte bei etwa 10 nm liegen.
  • Auf der Oberfläche des Sperrdielektrikums werden schließlich die organische Halbleiterschicht und die Source und Drain Kontakte ausgeführt, um den Feldeffekt Transistor zu komplettieren. Dabei sind prinzipiell der in 2 schematisch gezeigte Bottom Kontakt Aufbau und der in 3 dargestellte Top Kontakt-Aufbau denkbar. Bei dem Bottom Kontakt Aufbau wird zuerst eine dünne Schicht eines elektrisch leitfähigen Materials (entweder ein Metall, wie zum Beispiel Gold, oder ein leitfähiges Polymer, wie zum Beispiel Polyanilin) abgeschieden und strukturiert, um die Source und Drain Kontakte zu realisieren, und danach wird die organische Halbleiterschicht abgeschieden und gegebenenfalls strukturiert. Bei dem Top Kontakt Aufbau wird zuerst die organische Halbleiterschicht abgeschieden und gegebenenfalls strukturiert, und danach werden die Source und Drain Kontakte erzeugt. Für die Realisierung der organischen Halbleiterschicht kommen prinzipiell sowohl niedermolekulare Verbindungen, wie zum Beispiel Pentazen, verschiedene Oligothiophene und Phthalozyanine, als auch halbleitende Polymere, wie zum Beispiel Polythiophen, in Frage. Auf Grund seiner relativ guten elektrischen Eigenschaften ist insbesondere Pentazen geeignet, welches vorzugsweise durch thermisches Verdampfen abgeschieden wird. In Kombination mit Pentazen ist die Verwendung von Gold für die Realisierung der Source und Drain Kontakte zu bevorzugen.
  • Das Schreiben und Löschen der erfindungsgemäßen Speicherzelle erfolgt durch kurzzeitiges Anlegen geeigneter elektrischer Potentiale an die Steuerelektrode. Die Injektion von Elektronen von der Steuerelektrode durch das Tunneldielektrikum auf die schwebende Gateelektrode zum Zweck des Schreibens kann zum Beispiel durch Anlegen eines negativen Potentials an die Steuerelektrode erfolgen; das Abziehen gespeicherter Elektronen von der schwebende Gateelektrode durch das Tunneldielektrikum zur Steuerelektrode (zum Zweck des Löschens) kann zum Beispiel durch Anlegen eines positiven Potentials an die Steuerelektrode erfolgen.
  • Das Auslesen der gespeicherten Information erfolgt durch Auswertung des Drain Stroms des organischen Feldeffekt Transistors. Hierfür wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Programmierung der Speicherzelle, also das Speichern negativ geladener Elektronen auf der schwebenden Gateelektrode, zu einer reversiblen und reproduzierbaren Verschiebung der Schwellspannung des Transistors (in Richtung positiver Spannung) führt. Diese Verschiebung der Schwellspannung Vth kann durch Messung des Drainstroms ID bei einer vorgegebenen Steuerspannung ermittelt werden und gibt Aufschluss über den binären Zustand der Speicherzelle. Hierzu wird an die Steuerelektrode ein bestimmtes Potential VGS und zwischen den Source- und Drain Kontakten eine bestimmte Drain Source Spannung VDS angelegt. Je nachdem, ob die schwebende oder floatende Gateelektrode mit Elektronen belegt ist oder nicht, wird ein größerer Drainstrom – schwebende oder floatende Gateelektrode mit Elektronen belegt und Speicherzustand „1" – oder ein kleinerer Drainstrom – schwebende oder floatende Gateelektrode nicht mit Elektronen belegt und Speicherzustand „0" – gemessen.
  • Durch den Vorgang des Auslesens wird die Belegung der schwebenden Gateelektrode nicht beeinflusst, das heißt, das Lesen erfolgt zerstörungsfrei ("non destructive read") und kann prinzipiell beliebig oft wiederholt werden, ohne dass der Speicherzustand verändert wird. Bei hinreichend guten Isoliereigenschaften des Tunneldielektrikums und des Sperrdielektrikums bleibt die Belegung der schwebenden oder floaten den Gateelektrode, also der Speicherzustand der Zelle, auch ohne Versorgungsspannung prinzipiell beliebig lange erhalten.
  • Kernaspekte
  • Kernidee dieser Erfindung ist unter anderem insbesondere die Schaffung eines Konzepts für die Anfertigung nichtflüchtiger, elektrisch programmierbarer oder umprogrammierbarer Speicherzellen
    • – auf der Basis von Feldeffekttransistoren mit schwebender Gateelektrode,
    • – ohne die Verwendung von Siliziumsubstraten,
    • – unter Verwendung molekularer selbstorganisierter Monolagen für die Realisierung eines ultradünnen, elektrisch robusten Dielektrikums für das sichere und zuverlässige Schreiben und Löschen der Speicherzelle bei niedrigen Spannungen, und
    • – unter Verwendung einer organischen Halbleiterschicht.
  • Grundsätzliche Vorteile
  • Auf ein Glassubstrat wird mittels thermischen Verdampfens eine etwa 30 nm dicke Schicht Aluminium aufgebracht, die mittels Fotolithographie und nasschemischem Ätzen in wässriger Kaliumhydroxid Lösung strukturiert wird, um die Steuerelektrode zu definieren. Im zweiten Schritt wird das Tunneldielektrikum durch Aufbringen einer 2.5 nm dicken, elektrisch isolierenden, molekularen selbstorganisierten Monolage auf den Aluminium-Elektroden erzeugt. Nachfolgend wird eine etwa 10 nm dicke Schicht Gold aufgedampft, um die schwebende Gate-Elektrode zu definieren. Alternativ wird aus einem organi schen Lösungsmittel eine dünne Schicht Nanopartikel, zum Beispiel Gold oder Silizium, auf dem Tunneldielektrikum abgeschieden. Anschließend wird aus organischer Lösung eine etwa 10 nm dicke Schicht Polyvinylphenol aufgeschleudert und bei einer Temperatur von 200 °C in einem Vakuumofen quervernetzt. Im folgenden Schritt wird eine 30 nm dicke Schicht Gold aufgedampft und die mittels Fotolithographie und nasschemischem Ätzen in wässriger Mischung aus Jod und Kaliumjodid strukturiert, um die Source- und Drainkontakte zu definieren. Als organische Halbleiterschicht wird abschließend eine etwa 30 nm dicke Schicht Pentazen aufgedampft und mittels Fotolithographie, z. B. unter Zuhilfenahme eines wasserlöslichen Fotolacks, und Plasmaätzen strukturiert.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Speicherzelle gegenüber dem Stand der Technik sind, dass der erfindungsgemäß eine Isolation der floatenden Gateelektrode durch eine einfache Methode herstellbar ist und auf beliebigen Substraten unter Verwendung organischer selbstorganisierter Monolagen als Isolation oder als Dielektrikum einsetzbar ist.
  • Der Aufbau der Speicherzelle kann z.B. auch nach einem konventionellem Schichtaufbau erfolgen, wobei die Schichten nacheinander unter Verwendung z. B. von Verdampfungsprozessen, Druckprozessen oder Tauchprozessen erzeugt werden können. Dabei sind z.B. besonders die Verdampfungstemperaturen der organischen Verbindungen, welche auf der Elektrodenoberfläche die dielektrische Monolage ausbilden, besonders günstig für die Abscheidung auf flexiblen Substraten, da die Temperatur bei der die Abscheidung erfolgt, in der Regel weniger als 200°C beträgt. Die Schichtdicke des Dielektrikums ist lediglich die Stärke einer Monolage und entspricht etwa der Moleküllänge, so dass sie im Bereich von etwa 1 bis 3 nm liegt und aufgrund dessen hervorragende elektrische Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kondensators erzielt werden können.
  • Wesentlich für die hervorragenden Dielektrikumseigenschaften ist z.B. das Moleküldesign der organischen Verbindung, die aus Ankergruppe, Linkerkette und Kopfgruppe besteht. Dabei hat die reaktive Ankergruppe die Aufgabe, das Molekül vorzugsweise kovalent an die Elektrodenoberfläche anzubinden, was eine besonders hohe thermische, mechanische und chemische Stabilität der Monolage zur Folge hat.
  • Die Linkerkette, die vorzugsweise aus einer n-Alkylkette oder einer Etherkette gebildet wird, bewirkt eine nahezu orthogonale Ausrichtung und damit eine möglichst dichte Packung der Moleküle. Die Kopfgruppe, welche bevorzugt ein π-System oder einen anderen, zu intermolekularen Wechselwirkungen befähigten Rest aufweist, dient zur Stabilisierung der Monolage in der Weise, dass über genannte intermolekulare Wechselwirkungen oder ππ-Wechselwirkungen Moleküle mit ihren jeweiligen Nachbarn verstärkt interagieren und somit zusätzlich mechanisch und elektrisch stabilisiert werden. Als Konsequenzen sind solche Schichten bessere Isolatoren als vergleichbare Monolagen ohne entsprechende Kopfgruppen.
  • Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß vorgesehenen Materialien ist die Variabilität bezüglich des Elektrodenmaterials durch Wahl geeigneter reaktiver Ankergruppen. So eignen sich prinzipiell alle Metalle bzw. Legierungen oder Halbmetalle als Elektrodenmaterial, die eine natürliche Oxidschicht besitzen und/oder in einfacher Weise oberflächlich oxidiert werden können. Des Weiteren eignen sich als Elektrodenmaterial auch andere Metalle und deren Legierungen, welche zur Ausbildung kovalenter Bindungen oder anderer starker Wechsel- Wirkungen mit organischen reaktiven Gruppen befähigt sind, wie zum Beispiel Gold, Silber, Kupfer und Galliumarsenid im Fall von Thiolankergruppen.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die erfindungsgemäß vorgesehene Halbleiterspeicherzelle eine technisch einfache Integration auf beliebigen Substraten ermöglicht und dass eine hohe Variabilität bei der Wahl der Elektrodenmaterialien vorliegt, insbesondere in Bezug auf den Gatebereich G, das Floatinggate FG, das Steuergate CG, den Sourcebereich S und den Drainbereich D.
  • In einer besonderen Ausführungsform weist die Schichtdicke des erfindungsgemäßen Dielektrikums die Länge eines einzelnen Moleküls auf und bewegt sich im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 nm. Die Länge des Moleküls soll eine orthogonale Ausrichtung ermöglichen, so dass kürzere Moleküle, die weniger als 1 nm sind, sehr schwer eine Monolage bilden. Bei den Molekülen, die länger als 3 nm sind, ist wegen vieler Freiheitsgrade schwierig die orthogonale Ausrichtung zu erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schichtdicke im Bereich von etwa 2 nm bis etwa 2,5 nm besonders vorteilhaft.
  • Wie schon vorstehend erwähnt kann die Kopfgruppe im Prinzip jede Gruppe sein, die zwischen zwei Molekülen eine intermolekulare Wechselwirkung ermöglicht. Erfindungsgemäß können π-Systeme als Kopfgruppe dienen, da dadurch eine ππ-Wechselwirkung zustande kommen kann, was zur Stabilisierung der Monolage beiträgt. Die erfindungsgemäßen π-Systeme können auch durch Heteroatome substituiert werden.
  • Als Linkergruppen sind alle Gruppen geeignet, die eine orthogonale Ausrichtung des Moleküls ermöglichen und den Abstand zwischen der Kopfgruppe und der Ankergruppe stabil halten. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Link erketten aus π-Alkylketten oder Polyetherketten gebildet. Die π-Alkyl- bzw. Polyetherketten weisen Wiederholungseinheiten – (CH2)n- bzw. -(O-CH2-CH2)n- auf, mit n im Bereich von etwa 2 bis 20 für die n-Alkylkette und im Bereich von 10 bis 10 für die Polyetherkette.
  • Wie schon oben geschrieben, können die Elektroden aus allen Metallen bzw. Metalllegierungen oder Halbmetallen bestehen, wobei das einzige Wesentliche ist, dass das Elektrodenmaterial mit der Ankergruppe vorzugsweise eine kovalente Bindungen eingeht. Eine andere Wechselwirkung wie z. B. ionische Wechselwirkung, Wasserstoffbrücken oder Chargetransferwechselwirkung kommen aber auch in Frage.
  • Für die Elektrodenmaterialien sind Aluminium, Titan, Gold, Silber, Kupfer, Palladium, Platin, Nickel, Silizium und Galliumarsenid besonders bevorzugt. Wenn das Elektrodenmaterial aus Aluminium bzw. Titan besteht, kann die Oberfläche in einfacher Weise oxidiert werden, um mit Ankergruppen reagieren zu können. Als Ankergruppen kommen dann besonders bevorzugt R-SiCl3; R-SiCl2-Alkyl, R-SiCl(Alkyl)2; R-Si(OR)3; R-Si(OR)2-Alkyl; R-SiOR(Alkyl)2 und/oder R-PO(OH)2 in Frage.
  • Wenn Silizium mit nativer oder gezielt erzeugter Siliziumoxidschicht wie zum Beispiel hydroxyterminiertes Silizium verwendet wird, sind als Ankergruppen R-SiCl3; R-SiCl2-Alkyl; R-SiCl(Alkyl)2; R-Si(OR)3; R-Si(OR)2-Alkyl; R-SiOR(Alkyl)2 besonders bevorzugt.
  • Wenn Silizium mit Wasserstoffoberfläche als Elektrodenmaterial verwendet wird, sind R-CHO(hν) und R-CH=CH2(hν) besonders bevorzugt.
  • Für die zweite Elektrode, die mit der selbstorganisierten Monolage keine kovalente Bindung eingehen muss, sind prinzi piell alle elektrisch leitfähigen Materialien geeignet, insbesondere Metalle und leitfähige Polymere.
  • Da die Abscheidung der organischen Moleküle, die auf der Elektrodenoberfläche die dielektrische Monolage ausbilden, besonders schonend ist, und für flexible Substrate sehr geeignet ist, wird der erfindungsgemäße Kondensator in einer bevorzugten Ausführungsform in flexible Substrate eingebaut.
  • Zwischen zwei Elektroden befindet sich eine Lage eines organischen Moleküls, das mit einer Elektrode kovalente Bindung eingeht, eine nahezu orthogonale Ausrichtung zwischen zwei Elektroden aufweist, und durch das π-System bei der zweiten Elektroden stabilisiert ist. Die erste Elektrode besteht aus nativ oxidiertem Silizium und die zweite Elektrode aus Gold.
  • Die Herstellung des erfindungsgemäßen Kondensators erfolgt durch Abscheiden der ersten Elektrode, In-Kontakt-Bringen der ersten Elektrode mit der organischen Verbindung, um eine selbstorganisierte Monolage der Verbindung auf der ersten Elektrode zu erhalten, gegebenenfalls Spülen der so erhaltenen Struktur mit dem Lösungsmittel, in dem die Verbindung gelöst war, um die überschüssige Verbindung zu entfernen, Verdampfen des Lösungsmittels und Abscheiden der zweiten Elektrode.
  • Das Spülen der überschüssigen Verbindung erfolgt nur dann, wenn die Verbindung in einem Lösungsmittel gelöst ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Verbindung in der Lösung mit der ersten Elektrode in Kontakt gebracht, wobei auch andere Methoden zur Abscheidung der organischen Verbindungen möglich sind.
  • Die Konzentration der organischen Verbindung, deren Lösung mit der ersten Elektrode in Kontakt gebracht wird, beträgt vorzugsweise zwischen etwa 10–4 und 1 Gewichtsprozent. Diese Konzentration im Bereich von etwa 10–4 bis 1 Gewichtsprozent eignen sich besonders zur Herstellung dichter Schichten. Es ist aber auch möglich, weniger konzentrierte bzw. hochkonzentrierte Lösungen der organischen Verbindungen zu verwenden. Die Abscheidung kann dann durch Eintauchen des Substrats mit definierter erster Elektrode in die vorbereitete Lösung erfolgen, wonach das Spülen mit dem reinen Prozesslösungsmittel erfolgen kann. Optional kann die so erhaltene Struktur anschließend mit einem leicht flüchtigen Lösungsmittel, wie zum Beispiel Aceton oder Dichlormethan und anschließendes Trocknen unter Schutzgas erfolgen. Die bevorzugten Lösungsmittel zum Auflösen der organischen Verbindung sind getrocknete, wenig polare, aprotische Lösungsmittel.
  • Beispielsweise sind solche Lösungsmittel Toluol, Tetrahydrofuran oder Cyclohexan.
  • Wenn die organische Verbindung aus Gasphase mit der ersten Elektrode in Kontakt gebracht wird, beträgt der Druck vorzugsweise zwischen 10–6 bis etwa 400 mbar und hängt im Wesentlichen von der Flüchtigkeit der organischen Verbindung ab.
  • Die Verfahrenstemperatur bewegt sich vorzugsweise im Bereich von etwa 80 bis 200°C und die Abscheidungszeit liegt zwischen etwa 3 Minuten und 24 Stunden.
  • Wenn die molekulare selbstorganisierte Monolage erhalten wird, kann die zweite Elektrode durch das Aufdampfen abgeschieden werden.
  • Nachfolgend werden diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung auf der Grundlage bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
  • 1 zeigt in schematischer und geschnittener Seitenansicht eine integrierte Halbleiterspeicherzelle mit herkömmlichem Aufbau.
  • 2 zeigt in schematischer und geschnittener Seitenansicht eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle.
  • 3 zeigt in schematischer und geschnittener Seitenansicht eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle.
  • 4 zeigt in schematischer und geschnittener Seitenansicht Details einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle.
  • 5 ist eine schematische Darstellung eines Moleküls, wie es zur Ausbildung von Dielektrikumsbereichen und insbesondere von Monoschichten bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle verwendet werden kann.
  • Nachfolgend werden strukturell und/oder funktionell ähnliche, vergleichbare oder äquivalente Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird eine Detailbeschreibung wiederholt.
  • 1 zeigt in schematischer und geschnittener Seitenansicht eine herkömmliche integrierte Halbleiterspeicherzelle 100', bei welcher als Speicherelement 10' eine Feldeffekttransistoreinrichtung T' vorgesehen ist, welche als Gatebereich G' in der Anordnung der 1 eine erste oder obere Gateelektrode als Steuergateelektrode CG sowie eine zweite oder untere Gateelektrode als Floatinggateelektrode FG aufweist. Die erste oder obere Gateelektrode wird als Steuergateelektrode CG von einer ersten und hier oberen Materialschicht 14 aus einem ersten Material 14' gebildet. Die zweite oder untere Gateelektrode wird als Floatinggateelektrode FG von einer zweiten und hier unteren Materialschicht 18 aus einem vorgesehenen zweiten Material 18' gebildet. Die Materialschichten 14 und 18 weisen entsprechende Oberflächenbereich 14a bzw. 18a auf. Die ersten und zweiten Materialschichten 14 und 18 sind durch eine Sperrschicht 13 aus einem entsprechenden Sperrschichtmaterial 13' voneinander elektrisch isoliert. Unterhalb des Gatebereichs G befindet sich, durch eine Tunnelschicht 11 mit einem Tunnelschichtmaterial 11' elektrisch isoliert ein Halbleitersubstrat 20 mit einem Oberflächenbereich 20a, auf welchem der Gatebereich G' ausgebildet ist. Im Oberflächenbereich 20a des Substrats 20 sind ferner erste und zweite Dotierbereiche 21 bzw. 22 als Sourcebereich S bzw. als Drainbereich D in n–-Dotierung ausgebildet. Der Bereich zwischen dem Sourcebereich S und dem Drainbereich D bildet den Kanalbereich K' der so aufgebauten Feldeffekttransistoreinrichtung T' als Speicherelement 10' der herkömmlichen integrierten Halbleiterspeicherzelle 100'.
  • Im Betrieb der herkömmlichen integrierten Halbleiterspeicherzelle 100' der 1 wird die schwebende oder floatende Gateelektrode FG über das Steuergate CG gesteuert, unterschiedlich stark elektrische Ladungen aufnehmen, insbesondere in Form von Elektronen, so dass aufgrund der elektrischen Isolation der Floatinggateelektrode FG gegenüber dem Substrat 20 einerseits und gegenüber der Steuergateelektrode CG andererseits im Wesentlichen permanent im Bereich der Floatinggateelektrode FG verbleiben und somit den Kanalbereich K' zwischen dem Sourcebereich S und Drainbereich D permanent beein flussen können. Diese Beeinflussung des Kanalbereichs K' und dessen Leitfähigkeit kann durch Abtasten des Leitfähigkeitszustandes des Kanalbereichs K' ermittelt werden. Über eine Zuordnung zwischen den verschiedenen Leitfähigkeitszuständen zu gewünschten Speicherinhalten kann eine Codierung erfolgen, so dass über die unterschiedlichen Ladungszustände des Floatinggates FG und mithin über die unterschiedlichen Leitfähigkeitstypszustände des Kanalbereichs K' in der Speicherzelle 100' verschiedene Speicherzellen realisiert werden können.
  • 2 zeigt ebenfalls in schematischer und geschnittener Seitenansicht eine integrierte Speicherzelle 100, bei welcher eine Feldeffekttransistoreinrichtung T als Speicherelement 10 vorgesehen ist, bei welcher die Feldeffekttransistoreinrichtung T einen Gatebereich G aus einer Steuergateelektrode CG und einer Floatinggateelektrode FG aufweist.
  • Auf einem grundlegenden Substrat 20 mit einem Oberflächenbereich 20a ist eine erste und hier untere Materialschicht 14 eines ersten Materials 14' für die Steuergateelektrode CG ausgebildet und weist einen Oberflächenbereich 14a auf. Auf dem Oberflächenbereich 14a des Materials 14' für die Steuergateelektrode CG ist eine Tunnelschicht 16 aus einem Tunnelschichtmaterial 16' mit einem Oberflächenbereich 16a ausgebildet, wobei die Tunnelschicht 16 insbesondere als eine Monolage 16-5 ausgebildet sein kann. Auf dem Oberflächenbereich 16a der Tunnelschicht 16 ist eine zweite und hier obere Materialschicht 18 eines zweiten Materials 18' für das Floatinggate oder für die Floatinggateelektrode FG mit einem Oberflächenbereich 18a vorgesehen. Auf dem Oberflächenbereich 18a und die gesamte Gatestruktur G umschließend, ist eine Sperrschicht 13 aus einem Sperrschichtmaterial 13' mit dem Oberflächenbereich 13a ausgebildet. Oberhalb der Floatinggateelektrode FG ist auf dem Oberflächenbereich 13a ein Materialbereich 50 aus einem organischen Halbleitermaterial 50' mit einem Oberflächenbereich 50a ausgebildet, durch welchen auch der entsprechende Kanalbereich K für die Feldeffekttransistoreinrichtung T gebildet wird. Dieser Kanalbereich K ist zwischen einem vorgesehenen Sourcebereich 5 und einem vorgesehenen Drainbereich D ausgebildet, die ihrerseits durch entsprechende Materialanordnungen 21 und 22 gebildet werden.
  • Bei der Ausführungsform der 2 sind die Source-/Drainbereiche S, D direkt auf dem Oberflächenbereich 13a der Sperrschicht 13 ausgebildet.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist dagegen der organische Halbleitermaterialbereich 15 mit dem Kanalbereich K aus dem organischen Halbleitermaterial 50' zwischen den Source/Drainbereichen S, D und dem Oberflächenbereich 13a der Sperrschicht 13 vorgesehen, so dass die Source-/Drainbereiche S, D und deren materielle Anordnungen 21 bzw. 22 auf dem Oberflächenbereich 50a des organischen Halbleitermaterials 50' ausgebildet sind. Ansonsten ist der Aufbau der Ausführungsform der 3 mit dem Aufbau der Ausführungsform der 2 identisch.
  • Erfindungsgemäß können der Kanalbereich K und die dort vorliegende Halbleitermaterialbereich 50, die Sperrschicht 13 und/oder die Tunnelschicht 16 einzeln oder in beliebiger Kombination mit oder aus organischen Materialien 50', 13' bzw. 16' ausgebildet sein, wobei die Materialien 13' und 16' elektrisch isolierend und das Material 50' halbleitend sein müssen, um die Funktionalität einer nicht-flüchtigen integrierten Halbleiterspeicherzelle 100 im Sinne der Erfindung zu gewährleisten.
  • In 5 ist schematisch und beispielhaft dargestellt, dass das jeweilige Molekül 16-1 der Anordnung des organischen Materials 16' für den Dielektrikumsbereich der Tunnelschicht 16 eine im Wesentlichen lineare Erstreckung besitzt, wobei jedes Molekül 16-1 einen linearen Bereich 16-3 mit funktionellen Gruppen 16-2 und 16-4 an den sich gegenüberliegenden Enden des linearen Bereichs 16-3 aufweist. Die endständigen Gruppen oder funktionellen Gruppen 16-2 und 16-4 können al-ternativ oder gemeinsam vorgesehen sein.
  • Bei der in 4 in schematischer und geschnittener Seitenansicht gezeigten Anordnung mit organischem Material 16' für den Dielektrikumsbereich der Tunnelschicht 16 einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterspeicherzelle 100 wechselwirken die ersten Endgruppen oder funktionellen Gruppen 16-2 der Moleküle 16-1 mit dem Oberflächenbereich 14a der ersten oder unteren Materialschicht 14 des Materials 14' für die Steuergateelektrode CG, wogegen die zweiten Endgruppen oder funktionellen Gruppen 16-4 mit der Unterseite 18b der zweiten oder oberen Materialschicht 18 des Materials 18' für die Floatinggateelektrode FG wechselwirken, und zwar derart, dass sich eine selbstorganisierende Monoschicht 16-5 für die Anordnung der Moleküle 16-1 des Dielektrikumsbereichs der Tunnelschicht 16 ergibt, bei welcher die Einzelmoleküle 16-1 dicht gepackt, insbesondere zweidimensional quasi kristallin angeordnet sind, und gegebenenfalls eine gemeinsame Neigung gegenüber der Normalen zur Oberfläche 14a bzw. zur Unterseite 18b aufweisen.
    • 10
    erfindungsgemäßes Speicherelement
    10'
    herkömmliches Speicherelement
    11
    herkömmlicher Tunnelbereich, herkömmliche Tunnel
    schicht
    11'
    Material für Tunnelschicht 11
    13
    Sperrschicht
    13'
    Material für Sperrschicht 13, Sperroxid
    14
    erste Materialschicht, Materialschicht für die
    Steuergateelektrode CG
    14'
    erstes Material, Material für die Steuergatee
    lektrode CG
    14a
    Oberflächenbereich, Oberseite
    16
    Tunnelbereich, Tunnelschicht
    16'
    Material für Tunnelbereich/Tunnelschicht 16
    16a
    Oberflächenbereich, Oberseite
    16-1
    Molekül
    16-2
    erste oder untere Endgruppe, erste oder untere
    funktionelle Gruppe
    16-3
    linearer Bereich des Moleküls 16-1
    16-4
    zweite oder obere Endgruppe, zweite oder obere
    funktionelle Gruppe
    16-5
    Monoschicht, Monolage
    18
    zweite Materialschicht, Materialschicht für die
    Floatinggateelektrode FG
    18'
    zweites Material, Material für die Floatinggatee
    lektrode FG
    18a
    Oberflächenbereich, Oberseite
    18b
    Unterseite
    20
    Substrat
    20a
    Oberflächenbereich
    30
    Feldeffekttransistoreinrichtung, Transistorein
    richtung
    50
    Materialschicht des organischen Halbleitermateri
    als
    50'
    organisches Halbleitermaterial
    100
    erfindungsgemäße integrierte Halbleiterspeicher
    zelle
    100'
    herkömmliche integrierte Halbleiterspeicherzelle
    CG
    Steuergateelektrode
    D
    Drain, Drainbereich, Drainelektrode
    FG
    Floatinggateelektrode
    G
    Gate, Gatebereich
    G'
    herkömmliches Gate, herkömmlicher Gatebereich
    K
    Kanalbereich
    K
    herkömmlicher Kanalbereich
    S
    Source, Sourcebereich, Sourceelektrode
    T
    erfindungsgemäße Feldeffekttransistoreinrichtung
    T'
    herkömmliche Feldeffekttransistoreinrichtung

Claims (29)

  1. Integrierte Halbleiterspeicherzelle (100), – bei welcher als Speicherelement (10) eine Feldeffekttransistoreinrichtung (T) mit einem Sourcebereich (S), mit einem Drainbereich (D), mit einem zwischen dem Sourcebereich (S) und dem Drainbereich (D) vorgesehenen Kanalbereich (K) und mit einem Gatebereich (G) ausgebildet ist, – bei welcher der Gatebereich (G) der Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) mit einer dem Kanalbereich (K) zugewandten Floatinggateelektrode (FG) und einer dem Kanalbereich (K) abgewandten Steuergateelektrode (CG) ausgebildet ist und – bei welcher die Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) mit oder auf der Grundlage mindestens eines organischen Materials (16',50') ausgebildet ist.
  2. Halbleiterspeicherzelle nach Anspruch 1, bei welcher zwischen der Floatinggateelektrode (FG) und der Steuergateelektrode (CG) der Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) ein Dielektrikumsbereich (16) mit oder aus mindestens einem organischen Material (16') ausgebildet ist.
  3. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem organischen polymeren Dielektrikum.
  4. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem organischen molekularen Dielektrikum.
  5. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet ist in Form mindestens einer selbstorganisierten monomolekularen Schicht.
  6. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem thermisch vernetzten organischen Material.
  7. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem optisch vernetzten organischen Material.
  8. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Steuergateelektrode (CG) und/oder die Floatinggateelektrode (FG) mit oder aus mindestens einem metallischen Material ausgebildet sind.
  9. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche auf oder in einem Substrat (20) ausgebildet ist, insbesondere auf oder im Oberflächenbereich (20a) des Substrats (20).
  10. Halbleiterspeicherzelle nach Anspruch 9, bei welcher das Substrat (20) ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe, die besteht aus einem Glas, einem mechanisch flexiblen Material, einer Folie und einer Polymerfolie.
  11. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) mit einem Kanalbereich (K) aus oder mit mindestens einem organischen Halbleitermaterial (50') ausgebildet ist.
  12. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) mit einem Kanalbereich (K) mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe ausgebildet ist, die gebildet wird von Pentazenen, Polythiophenen und Oligothiophenen.
  13. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher zwischen dem Kanalbereich (K) und der Floatinggateelektrode (FG) der Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) ein Gateisolationsbereich (13) ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem organischen Material (13').
  14. Halbleiterspeicherzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher zwischen dem Kanalbereich (K) und der Floatinggateelektrode (FG) der Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) ein Gateisolationsbereich (13) ausgebildet ist mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe, die gebil det wird von polymeren Dielektrika, molekularen Dielektrika und selbstorganisierten Monoschichten.
  15. Integrierte Halbleiterspeichereinrichtung, bei welcher eine Mehrzahl integrierter Halbleiterspeicherzellen (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.
  16. Verfahren zum Herstellen einer integrierten Halbleiterspeicherzelle (100), – bei welchem als Speicherelement (10) eine Feldeffekttransistoreinrichtung (T) mit einem Sourcebereich (S), mit einem Drainbereich (D), mit einem zwischen dem Sourcebereich (S) und dem Drainbereich (D) vorgesehenen Kanalbereich (K) und mit einem Gatebereich (G) ausgebildet wird, – bei welchem der Gatebereich (G) der Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) mit einer dem Kanalbereich (K) zugewandten Floatinggateelektrode (FG) und einer dem Kanalbereich (K) abgewandten Steuergateelektrode (CG) ausgebildet wird und – bei welchem die Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) mit oder auf der Grundlage mindestens eines organischen Materials (16', 50') ausgebildet wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem zwischen der Floatinggateelektrode (FG) und der Steuergateelektrode (CG) der Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) ein Dielektrikumsbereich (16) mit oder aus mindestens einem organischen Material (16') ausgebildet wird.
  18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 oder 17, bei welchem das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem organischen polymeren Dielektrikum.
  19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 18, bei welchem das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem organischen molekularen Dielektrikum.
  20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 19, bei welchem das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet wird in Form mindestens einer selbstorganisierten monomolekularen Schicht.
  21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 20, bei welchem das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem thermisch vernetzten organischen Material.
  22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 21, bei welchem das organische Material (16') des Dielektrikumsbereichs (16) ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem optisch vernetzten organischen Material.
  23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 22, bei welchem die Steuergateelektrode (CG) und/oder die Floatinggateelektrode (FG) mit oder aus mindestens einem metallischen Material ausgebildet werden.
  24. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 23, bei welchem die integrierte Halbleiterspeicherzelle (100) auf oder in einem Substrat (20) ausgebildet wird, insbesondere auf oder im Oberflächenbereich (20a) des Substrats (20).
  25. Verfahren nach Anspruch 24, bei welchem das Substrat (20) ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe, die besteht aus einem Glas, einem mechanisch flexiblen Material, einer Folie und einer Polymerfolie.
  26. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 25, bei welchem die Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) mit einem Kanalbereich (K) aus oder mit mindestens einem organischen Halbleitermaterial (50') ausgebildet wird.
  27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 26, bei welchem die Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) mit einem Kanalbereich (K) mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe ausgebildet wird, die gebildet wird von Pentazenen, Polythiophenen und Oligothiophenen.
  28. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 27, bei welchem zwischen dem Kanalbereich (K) und der Floatinggateelektrode (FG) der Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) ein Gateisolationsbereich (13) ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem organischen Material (13').
  29. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 28, bei welchem zwischen dem Kanalbereich (K) und der Floatinggateelektrode (FG) der Feldeffekttransistoreinrichtung (T) des Speicherelements (10) der integrierten Halbleiterspeicherzelle (100) ein Gateisolationsbereich (13) ausgebildet wird mit oder aus mindestens einem Material aus der Gruppe, die gebildet wird von polymeren Dielektrika, molekularen Dielektrika und selbstorganisierten Monoschichten.
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