DE102004057790A1 - Hybrid-Silizium-molekulare Speicherzelle mit hoher Speicherdichte - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine nichtflüchtige Speicherzelle, die ein Substrat, eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, eine aktive Schicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrode enthält, wobei die aktive Schicht eine selbstorganisierte Monolage einer organischen Verbindung aufweist und die zweite Elektrode aus Kohlenstoff-haltigen Materialien aufgebaut ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Speicherzelle, die eine Schicht einer selbstorganisierten Monolage aufweist.
  • Eine der wesentlichen Bestrebungen bei der Weiterentwicklung moderner Speichertechnologien ist die Erhöhung der Integrationsdichte, so dass die Verringerung der Strukturgrößen der den Speichereinrichtungen zugrunde liegenden Speicherzellen eine große Bedeutung zukommt.
  • Es wurden bisher mehrere Konzepte für Speicherfelder bzw. Speicherzellen vorgeschlagen, die die Größe der Speicherzellen verringern sollen. Arbeitsspeicher mit extrem kurzen Zugriffszeiten, wie sie heute in enormem Umfang in Computern zur Anwendung kommen, werden fast ausschließlich auf der Grundlage flüchtiger Speicherarchitekturen ("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, wie z. B. einen Feldeffekttransistor (FET) gebildet. Aufgabe des Auswahltransistors ist die elektrische Isolation der einzelnen Speicherzellen voneinander und von der Peripherie des Zellenfeldes. Durch das Schalten des jeweiligen Auswahltransistors kann dann auf jede beliebige Zelle gezielt und einzeln zugegriffen werden ("Random Access"). Die DRAM-Architektur zeich net sich durch extrem geringen Platzbedarf aus, der weniger als 1 μm der Speicherzelle betragen kann und extrem geringe Fertigungskosten, so dass ca. 108 Speicherzellen für weniger als 1 EUR hergestellt werden können. Entscheidender Nachteil des DRAM-Konzepts ist aber die Flüchtigkeit der gespeicherten Information, da die im Kondensator gespeicherte Ladung so klein ist und in der Regel weniger als 500.000 Elektronen beträgt, so dass sie beim Abschalten der Versorgungsspannung nach kurzer Zeit (innerhalb von wenigen Millisekunden) aufgrund von Leckströmen innerhalb des Zellenfeldes verloren geht.
  • Ein anderes Konzept betrifft nichtflüchtige Speicher, die die gespeicherte Information auch nach Abschalten der Versorgungsspannung über lange Zeiträume, die mehrere Jahre betragen können, nicht verlieren. Diese nichtflüchtigen Speicher sind für ein breites Spektrum von Anwendungen, wie z. B. Digitalkameras, Mobiltelefone, Mobilnavigationsinstrumente, Computerspiele usw. von Interesse und könnten auch den Umgang mit Computern revolutionieren, da ein Hochfahren des Computers nach dem Anschalten unnötig würde ("Instant-On-Computer"). Zu den bereits existierenden nichtflüchtigen Speichertechnologien gehören die so genannten Flash-Speicher, bei denen die Information in Form elektronischer Ladung im Gatedielektrikum eines Silizium-Feldeffekt-Transistors gespeichert und als Änderung der Schwellspannung des Transistors detektiert wird. Da die elektronische Ladung im Gatedielektrikum des Transistors "gefangen" ist, geht sie auch bei Abschalten der Versorgungsspannung nicht verloren. Ein wesentlicher Nachteil der Flash-Technologie sind jedoch die relativ hohen Schreib- und Lösch-Spannungen, die sich aus der Notwendigkeit ergeben, die zu speichernde elektronische La dung sicher und reproduzierbar in das Gatedielektrikum zu injizieren bzw. von dort wieder abzuziehen. Ein weiterer Nachteil sind die im Vergleich zu DRAM-Technologie deutlich längeren Zugriffszeiten sowie die aufgrund der hohen Belastung des Gatedielektrikums beim Schreiben und Löschen beschränkte Zuverlässigkeit.
  • Es besteht daher der Bedarf, neue Technologien für nichtflüchtige Halbleiterspeicher auf der Grundlage diverser physikalischer Konzepte zu entwickeln. Dazu gehören die ferroelektrischen und die magnetoresistiven Speicher, bei denen die gespeicherten Informationen als Änderung der elektrischen Polarisation aufgrund der Verschiebung des Zentralatoms in einem Perovskit-Kristall bzw. als Änderung eines elektrischen Widerstands in einer Anordnung ferromagnetischer Schichten ausgelesen wird.
  • Die oben genannten Speicherkonzepte werden ausschließlich auf Silizium-Plattformen produziert bzw. entwickelt, so dass bei der Herstellung der Speicherelemente ausschließlich auf einkristalline Siliziumsubstrate zugegriffen werden muss. Die zu den Speicherzellen zugeordneten Transistoren werden ebenfalls auf der Siliziumplattform hergestellt.
  • Alternativ zu den oben genannten Speichertechnologien werden seit einigen Jahren diverse Molekularspeicher-Konzepte diskutiert. Das Wirkprinzip eines Molekularspeichers ist die gezielte, reversible, stabile (nichtflüchtige) und nachweisbare Änderung einer bestimmten elektrischen oder optischen Eigenschaft eines organischen Moleküls bzw. einer Ordnung organischer Moleküle. Diese Änderung molekularer Eigenschaften erlaubt die gezielte Speicherung von Information an den ent sprechenden elektroaktiven Molekülen. Besonderes Merkmal molekularer Speicher ist die potentiell relativ kleine Menge an Molekülen, die für die Realisierung eines Speicherelements benötigt werden.
  • Daher wird alternativ zum Einzel-Molekül-Ansatz die Herstellung molekularer selbstorganisierter Monolagen diskutiert ("Self-Assembled Mono Layers", SAM). Molekulare Selbstorganisation ist die Entstehung molekularer Monolagen durch spontane Ausrichtung und direkte Adsorption organischer Moleküle an festen Oberflächen. Molekulare Selbstorganisation kann wahlweise aus der Gasphase, aus flüssigen Lösungen, oder durch gezielten Übertrag von einem flexiblen Stempel erfolgen und führt im Idealfall zu der Bildung dichter, hochgradig geordneter organischer Monolagen mit hoher chemischer Beständigkeit und mechanischer Robustheit. Molekulare Selbstorganisation beruht auf der chemischen Bindung langkettiger Kohlenwasserstoffe mit reaktiven Ankergruppen auf glatten Substratoberflächen, die mit den reaktiven Ankergruppen eine Wechselwirkung eingehen, was eine hinreichend hohe Dichte an geeigneten Bindungspositionen ermöglicht.
  • Zu den am besten untersuchten SAM-Systemen gehören Molekülsysteme mit Thiol-Ankergruppen, die die Selbstorganisation auf noblen Metallen, wie z. B. Gold sowie auf bestimmten Verbindungshalbleitern, wie z. B. Galliumarsenid und Indiumphosphid ermöglichen, Silane, die die Selbstorganisation auf nativ oxidiertem Silizium ermöglichen.
  • Es gibt eine Vielzahl organischer Verbindungen, die mittels der oben beschriebenen Ankergruppen an die Oberflächen verschiedener Materialen unter Bildung der selbstorganisierten Monolage binden. Eine Klasse der organischen Moleküle sind metalloorganische Verbindungen wie z. B. Metallo-Porphyrine und Ferrocene. Die Herstellung und die Eigenschaften dieser Verbindungsklassen ist in Gryko et al., J. Org. Chem. 2000, 66, 7345–7355 beschrieben. In dieser Veröffentlichung wurde gezeigt, dass Porphyrin-Moleküle, die mit einem Metal komplexiert sind und eine Ankergruppe aufweisen, eine selbstorganisierte Monolage zwischen zwei Elektroden bilden können, die in Abhängigkeit des Redoxzustandes der Porphyrin-Moleküle drei verschiedene stabile Zustände mit verschiedenen elektrischen Widerständen aufweist. Die Porphyrin- und Ferrocen-Moleküle können daher als aktive Schicht bei einer nichtflüchtigen Speicherzelle verwendet werden.
  • Für die Realisierung molekularer Speicherzellen auf der Grundlage selbstorganisierter Monolagen muss die molekulare Monolage zwischen zwei elektrisch leitfähigen Elektroden so angeordnet werden, dass jede der beiden Elektroden jeweils ein Ende der Moleküle kontaktiert. Die erfindungsgemäße zweite Elektrode wird auch Topelektrode oder Topkontaktschicht genannt.
  • Während die Kontaktaufnahme der molekularen Speicherschicht zum Substrat mit einer speziell ausgewählten Ankergruppe erfolgt, die mit dem Speichermolekül direkt chemisch verbunden ist, wird zum metallischen Topkontakt eine elektrolytische, gelartige Zwischenschicht eingesetzt. Diese Ionen-leitende Zwischenschicht ist chemisch sehr komplex, infolge der gelartigen Konsistenz schwierig zu verkapseln und begrenzt derzeit die Geschwindigkeit des Ladungsträgertransportes in dem kapazitiven Speicherelement (siehe dazu Q. Li et al., Appl. Phys. Lett. Vol. 83(1) 2003, S. 198). Das bestehende Problem der Zwischenschicht zum metallischen Kontakt konnte bisher nur unbefriedigend mit einem Perfluorsulfonat oder einem perfluorierten Ionomer (auch als Nafion® bekannt) gelöst werden (siehe dazu D. F. Bocian et al. (US-Patent 6,381,169) und J. S. Lindsey et al. (US-Patent 6,212,993 B1)). Die wesentlichen Nachteile dieser Zwischenschicht in Bezug auf die Funktion des Speicherelements sind einerseits die ungenügende mechanische Festigkeit, die durch die gelartige mechanische Konsistenz des Molekülkomplexes verursacht wird und die Schwierigkeit, das Hybridsilizium-Molekularspeicherelement bei den üblichen CMOS-Prozesstemperaturen zu verkapseln. Die niedrige Beweglichkeit der Ionen in der gelartigen Schicht begrenzt zudem die Geschwindigkeit der Ladungsträger des Speicherelements und damit die Zykluszeit. Die chemische Komplexität und die Empfindlichkeit der organischen Molekülverbindungen gegenüber höheren Temperaturen und UV-Strahlung begrenzen ebenso die Auswahl der Verfahren zur Abscheidung des metallischen Topkontakts. Weiterhin verursachen Abscheideverfahren, bei denen das Substrat oder die Schicht, auf die abgeschieden wird, unmittelbar oder unmittelbar Aufladungen durch aus dem Plasma ausdiffundierende Elektronen erfährt, eine inhomogene Verteilung der Ionen in dem Nafion®-Molekülkomplex, was zur irreparablen Schädigung der Molekülstruktur führen kann.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Verwendung einer Nafion®-Zwischenschicht nicht nur mit den CMOS-Prozessschritten nicht kompatibel ist, sondern die speicherrelevanten Anforderungen nicht erfüllen kann.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Hybrid-Silizium-Speicherzelle zur Verfügung zu stellen, wobei die Speicherzelle eine selbstorganisierte Monolage einer me tallorganischen Verbindung aufweist. Die erfindungsgemäße Speicherzelle soll mit CMOS-Prozessen kompatibel sein und schnellere Zykluszeiten ermöglichen als die Speicherzelle gemäß dem Stand der Technik.
  • Die Aufgabe der Erfindung wurde durch eine Speicherzelle, die folgende Elemente aufweist, gelöst:
    • – ein Substrat;
    • – eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode;
    • – eine aktive Schicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, wobei die aktive Schicht eine selbstorganisierte Monolage einer organischen Verbindung aufweist; wobei
    • – die zweite Elektrode aus Kohlenstoff-haltigen Materialien aufgebaut ist und
    wobei die organische Verbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel I oder II bedeutet
    Figure 00070001
    oder
    Figure 00080001
    bedeutet,
    wobei R1 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkylkette mit 1–20 C-Atomen, eine aromatische Gruppe, die mit einer Alkylkette mit 1–4 C-Atomen, die mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert sein kann, unter der Voraussetzung, dass mindestens eine der R1-Gruppen in den allgemeinen Formeln I oder II einen Rest, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
    -PO3H, -SH, -OH, -NH2, -NHR, -NR2, -PHR, -PR2, -COOH, -CONH2, -CONHOH und -CONHNH2 enthält und
    X ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zn, Cu, Co, Ag und Eu ist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer nichtflüchtigen Speicherzelle auf Basis von Porphyrin- bzw. Ferrocen-Derivaten zur Verfügung zu stellen, wobei das Verfahren mit CMOS-Prozessen kompatibel ist und Speicherzellen mit schnelleren Zyklus-Zeiten ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wurde durch ein Verfahren, das folgende Merkmale aufweist, gelöst:
    • – Bereitstellen eines Substrates;
    • – Abscheiden und falls notwendig Strukturieren einer ersten Elektrode;
    • – in Kontakt Bringen der ersten Elektrode mit einer organi schen Verbindung, wodurch eine selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung gebildet wird; wobei die organische Verbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel I oder II bedeutet
      Figure 00090001
      wobei R1 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkylkette mit 1–20 C-Atomen, eine aromatische Gruppe, die mit einer Alkylkette mit 1–4 C-Atomen, die mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert sein kann, unter der Voraussetzung, dass mindestens eine der R1-Gruppen in den allgemeinen Formeln I oder II einen Rest, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -PO3H, -SH, -OH, -NH2, -NHR, -NR2, -PHR, -PR2, -COOH, -CONH2, -CONHOH und -CONHNH2 enthält und X ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zn, Cu, Co, Ag und Eu ist,
    • – Abscheiden einer Kohlenstoff-haltigen Schicht auf die selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung.
  • Die in der Erfindung beschriebene Zwischenschicht zwischen der selbstorganisierten Monolage der organischen Verbindung und dem Topkontakt besteht aus einer Kohlenstoff- oder Kohlenwasserstoffschicht, die auch mit einer metallischen Komponente zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit dotiert werden kann. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Schicht besteht darin, dass die Leitfähigkeit in den Kohlenstoffschichten auf Elektronentransport beruht und deshalb nicht begrenzend für die Zykluszeit oder Zugriffszeit des Speicherelements wirkt. Außerdem ist die Leitfähigkeit dieser Schicht in weiten Grenzen variierbar von sehr gut leitend (103 Scm–1) bis isolierend.
  • Die mechanische Festigkeit der Kohlenstoff- bzw. Kohlenwasserstoffschicht kann ebenso in weiten Grenzen von graphitartigen bis zum sehr harten diamantartigen Kohlenstoff durchvariiert werden. Ebenso ist es möglich, sowohl die Leitfähig keit als auch die mechanische Festigkeit gradientenartig innerhalb der Schicht bzw. von unten nach oben in Schichtnormalen-Richtung einzustellen. Dabei ermöglichen metallische Dotierungen, dass eine harte mechanisch feste Schicht auch eine gute elektronische Leitfähigkeit besitzen kann und letztlich auch damit der metallische Topkontakt realisiert werden kann.
  • Die Kohlenstoffschichten sind extrem temperaturbeständig, bezüglich der chemischen Struktur sehr einfach und lassen sich absolut kompatibel mit CMOS-Prozessen verkapseln. Die Kohlenwasserstoffatome können problemlos chemisch an die Porphyrin- oder Ferrocenspeichermoleküle ankoppeln und ebenso eine gute elektrische Verbindung mit dem metallischen Topkontakt eingehen, sofern dieser noch benötigt wird.
  • Grundsätzlich kann die gut leitende, mechanisch feste, dotierte Kohlenwasserstoffschicht auch die Funktion des Topkontakts erfüllen, womit der zusätzliche Topkontakt eingespart werden kann. Dabei kann diese Schicht einen Gradienten in der mechanischen Konsistenz in Schichtnormalen-Richtung, beginnend mit Graphit, polymerartig zu ausreichend hart und fest aufweisen. Dies kann in einem Prozessschritt durch Variationen der Prozessparameter und des Reaktivgases erreicht werden.
  • Mit der Integration der neuen gradientenartigen Kohlenstoffschicht kann die Funktion des Hybrid-Silizium-Molekularspeicherelements in Bezug auf Zykluszeit, Zugriffszeit und Stabilität verbessert und grundsätzlich ein zusätzlicher Topkontakt eingespart werden.
    •
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 einen schematischen Querschnitt einer Hybrid-Silizium-molekularen Speicherzelle auf der Grundlage einer selbstorganisierten Monolage.
  • Die in 1 beschriebene Struktur entspricht einer Speicherzelle gemäß der Erfindung. Auf einem Substrat, das ein flexibles Substrat (100) aus z. B. einer Polymerfolie ist, wird eine erste Elektrode (200) abgeschieden und strukturiert. Die erste Elektrode (200) besteht dabei aus einem Material, auf dem die geeigneten Porphyrinderivate eine selbstorganisierte Monolage bilden. Wenn z. B. das Porphyrinmolekül Thiolgruppen aufweist, besteht die erste Elektrode (200) aus einem Metall, das aus der Gruppe bestehend aus Au, Ag, Pt oder Pd ausgewählt ist. Wenn das Porphyrinmolekül Silan- oder Phosphonsäuregruppen aufweist, besteht die erste Elektrode (200) aus Silizium/Siliziumoxidschichten. Die Verfahren zur Erzeugung von selbstorganisierten Monolagen sind dem Fachmann bekannt und z. B. in S. Gowda, G. Mathur, Q. Li, Q. Zhao, J.S. Lindsey, K. Mobley, D.F. Bocian, V. Misra, IEDM Conf., Washington DC (Dec 2003) p. 2211 oder D.T. Gryko, C. Clausem, J.S. Lindsay, J. Org. Chem. Vol 64, (1999), p. 8635, beschrieben.
  • Die selbstorganisierte Monolage, die sich auf der ersten Elektrode gebildet hat, stellt die aktive Schicht (300) dar.
  • Auf dieser aktiven Schicht (300) wird erfindungsgemäß eine Schicht (400) aus einem Kohlenstoff-haltigen Material aufgebaut. Wie in 1 gezeigt, kann die erfindungsgemäße Schicht aus mehreren Schichten bestehen (401; 402; 403), wo bei die Schicht (401), die unmittelbar mit dem organischen Molekül in Verbindung steht, eine relativ weiche, schwach dotierte Kohlenstoffschicht ist, die nachfolgende Schicht (402) eine feste, mit einem Metall dotierte Kohlenstoffschicht ist und die darauf folgende Schicht (403) eine feste Metall-Kohlenstoffschicht ist, die stark dotiert ist und als Topkontakt dient.
  • Die erfindungsgemäße Schicht kann zum Beispiel mittels DC-Sputtern abgeschieden werden. Hierzu verwendet man ein metallisches Target, beispielsweise Silber, und als Gasgemisch Methan, Wasserstoff und Argon bei einem Gesamtdruck von ca. 5 × 10–3 mbar. Um einen Gradienten in der mechanischen Konsistenz zu erhalten, beginnt man bei einer niedrigen Sputterleistung und erhält somit eine gut leitende, weichere Kohlenstoffschicht (401), die mit zunehmender DC-Sputterleistung über eine festere Silber-dotierte Kohlenstoffschicht (402) in eine ausreichend feste und gut leitende Ag-Kohlenstoffschicht (403) übergeht. Letztendlich kann man durch Reduzierung des Methan- und Wasserstoffanteils im Mischgas eine Silberschicht an der Oberfläche erhalten. Die Härte der Kohlenstoff/Silber-Kohlenstoffschicht lässt sich noch zusätzlich durch eine negative Bias-Spannung, die man an die Substratauflage anlegt, steuern.
  • Eine Abscheidung der dotierten Kohlenstoffschicht mittels Co-Sputtern eines Graphit- und Metalltargets ist ebenso einsetzbar, um gut leitende Schichten mit einem Festigkeits/Härte-Gradienten in der Schicht normal zu erhalten.
  • Grundsätzlich lassen sich die dotierten Kohlenstoffschichten auch mittels plasmagestütztem chemischen Abscheiden aus der Gasphase (PECVD) in einem kommerziell erhältlichen Reaktor abscheiden. Hierzu kann das Plasma mit den klassischen Anregungsfrequenzen von 13,56 MHz, 27,12 MHz auch mittels Mikrowellen angeregt werden. Als Arbeitsgas kann man typischerweise Methan, Ethen oder CxHy, in Neon oder einem anderen Edelgas verdünnt, bei einem Druck von beispielsweise ca. 1 bis ca. 100 Pa im Reaktor verwenden. Da die abzuscheidende Kohlenstoff- oder dotierte Kohlenwasserstoffschicht keine außerordentlich große Härte aufweisen muss, sondern nur leitfähig und ausreichend fest sein muss, kann man auf eine Beaufschlagung der Elektrode, auf der das Substrat platziert ist, mit einer zusätzlichen Bias-Spannung verzichten. Dotierung mit Metall-haltigen Vorläuferverbindungen, um eine Metall-Kohlenwasserstoffschicht zu erhalten, kann durch Beimischung zum Reaktivgas erfolgen.
  • Falls es notwendig sein sollte, die Ferrocen- bzw. Porphyrinmolekularen Monolagen vor der UV-Strahlung des Plasmas zu schützen, kann man den Abstand des Substrats vom Sputtertarget groß wählen, oder beim PECVD eine modifizierte Ausführung, das sog. Remote-PECVD verwenden, bei dem das Plasma in größerer Entfernung vom Substrat erzeugt wird.
  • Die erfindungsgemäße Speicherzelle kann z. B. in einem Cross-Point-Array integriert werden.
  • Dazu wird auf einem Substrat aus z. B. Kunststoff die untere Elektrode durch das thermische Aufdampfen von Si, Aluminium, Titan, Gold, Silber, Platin oder Palladium abgeschieden und strukturiert. Darauf wird dann eine selbstorganisierte Monolage eines Metallo-Porphyrin bzw. Ferrocen-Derivates erzeugt.
  • Die Herstellung der Kohlenstoff-haltigen Schicht auf der selbstorganisierten Monolage erfolgt wie vorstehend beschrieben.
  • Erfindungsgemäß kann aber die Porphyrin- bzw. Ferrocen-Verbindung in ein Loch, das über der ersten Elektrode geöffnet wurde, gefüllt werden (Via-Konzept). Beide dieser Konzepte, nämlich Cross-Point-Konzept und das Via-Konzept sind in ihren Grundzügen dem Fachmann bekannt und können bei der vorliegenden Anmeldung angewandt werden.
    • 100
    flexibles Substrat
    200
    erste Elektrode
    300
    aktive Schicht
    401
    weiche, schwach dotierte Kohlenstoffschicht
    402
    feste, mit einem Metall dotierte Kohlenstoffschicht
    403
    feste, stark dotierte Metall-Kohlenstoffschicht

Claims (10)

  1. Eine nichtflüchtige Speicherzelle enthaltend: – ein Substrat; – eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode; – eine aktive Schicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, wobei die aktive Schicht eine selbstorganisierte Monolage einer organischen Verbindung der allgemeinen Formel I oder II
    Figure 00170001
    oder
    Figure 00170002
    bedeutet, wobei R1 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkylkette mit 1–20 C-Atomen, eine aromatische Gruppe, die mit einer Alkylkette mit 1–4 C-Atomen, die mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert sein kann, unter der Voraussetzung, dass mindestens eine der R1-Gruppen in den allgemeinen Formel I oder II einen Rest, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -PO3H, -SH, -OH, -NH2, -NHR, -NR2, -PHR, -PR2, -COOH, -CONH2, -CONHOH und -CONHNH2 enthält und X ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zn, Cu, Co, Ag und Eu ist, und auf dieser selbstorganisierten Monolage der organischen Verbindung eine Kohlenstoff-haltige Schicht angeordnet ist.
  2. Speicherzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode aus mehreren Schichten besteht.
  3. Speicherzelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Substrat aus einem Polymer besteht.
  4. Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Elektrode aus Polysilizium, Si/SiO2 oder Au besteht.
  5. Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Speicherzelle in einem Speicherzellenfeld angeordnet ist und das Speicherzellenfeld als Cross-Point-Array gebildet wird.
  6. Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Speicherzelle in einem Speicherzellenfeld angeordnet ist und die Zelle im Kontaktloch zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist.
  7. Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite transparente Elektrode durch ein MOCVD-Verfahren abgeschieden wird.
  8. Speicherzelle nach Anspruch 7, wobei das MOCVD-Verfahren bei einem Druck von ca. 0,5 mbar durchgeführt wird.
  9. Speicherzelle nach Anspruch 7, wobei das MOCVD-Verfahren bei einer Temperatur von ca. 180 °C durchgeführt wird.
  10. Verfahren zur Herstellung einer nichtflüchtigen Speicherzelle, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Bereitstellen eines Substrates; – Abscheiden und falls notwendig Strukturieren einer ersten Elektrode; – in Kontakt Bringen der ersten Elektrode mit einer organischen Verbindung, wodurch eine selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung gebildet wird; wobei die organische Verbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel I oder II bedeutet
    Figure 00200001
    oder
    Figure 00200002
    wobei R1 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkylkette mit 1–20 C-Atomen, eine aromatische Gruppe, die mit einer Alkylkette mit 1–4 C-Atomen, die mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert sein kann, unter der Voraussetzung, dass mindestens eine der R1-Gruppen in den allgemeinen Formel I oder II einen Rest, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -PO3H, -SH, -OH, -NH2, -NHR, -NR2, -PHR, -PR2, -COOH, -CONH2, -CONHOH und -CONHNH2 enthält und X ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zn, Cu, Co, Ag und Eu ist, – Abscheiden einer Kohlenstoff-haltigen Schicht auf die selbstorganisierte Monolage der organischen Verbindung.
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