EP1771897A1 - Verfahren zur bildung von speicherschichten - Google Patents

Verfahren zur bildung von speicherschichten

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Publication number
EP1771897A1
EP1771897A1 EP05756930A EP05756930A EP1771897A1 EP 1771897 A1 EP1771897 A1 EP 1771897A1 EP 05756930 A EP05756930 A EP 05756930A EP 05756930 A EP05756930 A EP 05756930A EP 1771897 A1 EP1771897 A1 EP 1771897A1
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EP
European Patent Office
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organic compound
layer
metal layer
metal
organic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05756930A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Reimund Engl
Jörg Schumann
Andreas Walter
Recai Sezi
Anna Maltenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qimonda AG
Original Assignee
Qimonda AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Qimonda AG filed Critical Qimonda AG
Publication of EP1771897A1 publication Critical patent/EP1771897A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G11C—STATIC STORES
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    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0009—RRAM elements whose operation depends upon chemical change
    • G11C13/0014—RRAM elements whose operation depends upon chemical change comprising cells based on organic memory material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/611—Charge transfer complexes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C2213/00—Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
    • G11C2213/10—Resistive cells; Technology aspects
    • G11C2213/11—Metal ion trapping, i.e. using memory material including cavities, pores or spaces in form of tunnels or channels wherein metal ions can be trapped but do not react and form an electro-deposit creating filaments or dendrites
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom

Definitions

  • the invention relates to the field of nonvolatile memory cells and in particular to a method for producing such cells.
  • the active material is brought between two suitable electrodes.
  • a copper-coated wafer may be used as the substrate for this purpose.
  • silicon and copper there is an insulating dielectric, for example silicon dioxide or a polymer.
  • the substrate is treated with a solution of the electron acceptor.
  • a layer of the reaction product for example CuTCNQ
  • the acceptor is formed on the copper surface.
  • the dielectric does not react with the acceptor.
  • the upper electrode is applied and patterned, for. B. also in the form of lines which form an angle of 90 ° with lower copper lines. At the crossing points of the upper and lower tracks arise so-called cross-point cells whose dimensions ⁇ . -> ⁇ ⁇
  • copper forms the lower electrode, wherein the upper electrode is made of different materials, such as, for. As aluminum, titanium, tantalum, tantalum nitride, titanium nitride, etc. can be formed.
  • the structuring of the electrodes can by means of shadow masks, such. B. by vapor deposition of the electrode material, Druck ⁇ techniques or photolithography done.
  • the lateral cell geometry can be arbitrary and is not limited to the above-mentioned cross-point arrangement.
  • a CT complex can be prepared by evaporating the acceptor in a vacuum chamber onto the substrate, whereby thin films can also be produced by this process.
  • a subsequent heat treatment is necessary, eg. B. on a hot plate or in an oven.
  • the unreacted acceptor is removed by means of a solvent.
  • the acceptor reacts only with the metal but not with the dielectric so that the excess acceptor can be flushed away from the dielectric.
  • the disadvantage of this method is that it produces rough layers which may have a surface roughness of more than 50 nm.
  • the method requires a very precise temperature control over the entire contact surface of the heating plate with the substrate, since local temperature fluctuations have different reaction rates. cause inhomogeneity in the layer.
  • the object of the present invention is to provide a method which allows the production of CT
  • a further object of the invention is to propose a method for producing layers mentioned above, wherein the layers have a thickness of less than 100 nm.
  • a metal layer is first deposited onto a substrate and optionally structured. This metal layer is coated with a first organic compound and the coated metal layer thus obtained is treated with the vapor of a second organic compound. The first organic compound and the metal layer interact to form an electroactive layer between the metal and the organic compound that can be used for the nonvolatile memories.
  • the substrate on which the metal layer is deposited may be silicon, germanium, gallium arsenide, gallium nitride, a polymer, ceramic glass or metal.
  • the substrate may also be any material containing any compound of silicon, germanium or gallium.
  • This substrate may also be an already processed material and one or more layers of contacts, tracks, iso- lier füren and other microelectronic components ent hold.
  • the substrate is silicon, which has already been processed in accordance with front-end off-line (FEOL), that is, already contains electrical components, such as transistors, capacitors, etc.
  • FETOL front-end off-line
  • An insulating layer is preferably present between the substrate and the metal layer, and in particular when the substrate is electrically conductive. However, between the substrate and the metal layer there may also be several arbitrary layers.
  • the substrate can serve only as a carrier material or else fill an electrical function (evaluation, control). For the latter case, there are electrical contacts between the substrate and the electrodes which are applied to the substrate. These electrical contacts are, for example, contact holes (vias) filled with an electrical conductor.
  • the metal is copper.
  • the metal layer may also be part of an electrode, which may also have a plurality of layers, wherein at least one layer consists of copper.
  • the other layers can z.
  • other layers of z for example, silicon, titanium nitride silicon, silicon oxynitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride or silicon carbonitride may be present.
  • the metal layer may be in any form, such as.
  • Example, plate be film, which applied by vacuum techniques or electrolytic deposition on a substrate metal layer.
  • a thin film of a metal is preferred was applied to the above substrate. This can be z.
  • the metal can also be structured, for which lithography, printing or vapor deposition through a shadow mask are suitable.
  • the first organic compound coating the metal layer is preferably selected from the group consisting of
  • R 1, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , Re, R 7 , and R 8 independently of one another may have the following meanings:
  • alkyl alkenyl, alkynyl, O-alkyl, O-alkenyl, O-alkynyl, S-alkyl, S-alkenyl, S-alkynyl, OH, SH, aryl, heteroaryl , O-aryl, S-aryl, NH-aryl, O-heteroaryl, S-heteroaryl, CN, NO 2 , - (CF 2 ) n -CF 3 , -CF ((CF 2 ) n CF 3 ) 2, - Q- (CF 2 J n -CF 3 , -CF (CF 3 ) 2 / -C (CF 3 J 3 and
  • n 0 to 10;
  • Rg, Rio, Rn, R12 are independently: F, Cl, Br, I, CN, NO 2 ;
  • Ri3 / Ri4 / Ri5 / Ri6, R ⁇ 7 are independently H, F, Cl, Br, I, CN, NO 2
  • Xi and X 2 are independent of each other:
  • the organic compound is TCNQ.
  • the coating of the metal layer with the first organic compound can be carried out in a vacuum chamber, wherein pressure and temperature are regulated.
  • the exact conditions are z. B. in DE 103 55 561.7 described.
  • the vapor deposition is preferably carried out under inert gas, such as noble gases or nitrogen, with other gases as required, such as. B. oxygen can be added.
  • the substrate holder can be heated or cooled. Preferred temperatures for the Sub ⁇ strathalter are in the range from -20 0 C to 100 0 C, with the temperature range between 20 0 C and 40 0 C is particularly preferred.
  • the substrate comes into a second tempered chamber, which is saturated or saturated with the vapor of the second organic compound.
  • This treatment mainly allows the reaction between the metal and the acceptor.
  • the constant vapor temperature and vapor concentration surprisingly allow a very uniform reaction.
  • the pressure at which treatment is performed is in the range of 300 torr to 2000 torr.
  • the treatment time is preferably between 30 seconds and 15 minutes.
  • the temperature-controlled chamber can be integrated into a vacuum system.
  • glass equipment eg. B. reactors or desiccators serve as a chamber.
  • the second organic compound is an organic solvent or a mixture of the various solvents.
  • Particularly preferred according to the invention is a solvent which has a nitrile group.
  • acetonitrile either as a single treatment reagent or in a solvent mixture, with wei ⁇ n organic solvents.
  • the method according to the invention offers the advantage that the layer thickness is precisely controlled, that the layer is homogeneous in itself and that the surface roughness of the layer is very low.
  • a particular advantage of the process is that in cases where the first organic compound has a lower evaporation or sublimation temperature than the temperature at which the reaction takes place between the metal layer and the organic compound Interaction between the metal layer and the organic compound can not be brought about on a hot plate or in an oven. There are also organic compounds which decompose at the temperature at which the reaction between the metal layer and the first organic compound takes place. By the method according to the invention, however, it is possible to bring these first organic compounds to react with the metal layer to a

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Abstract

Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schichten bestehend aus einer ersten Schicht aus einem Metall und einer zweiten Schicht einer or­ganischen Verbindung, wobei das Metall und die organische Verbindung eine Wechselwirkung eingehen, so dass die Schicht als elektroaktive Schicht für nichtflüchtige Speicher dient, wobei die Metallschicht auf ein Substrat abgeschieden und ge­gebenenfalls strukturiert wird, anschließend mit einer orga­nischen Verbindung beschichtet wird und mit einer zweiten or­ganischen Verbindung behandelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Bildung von Speicherschichten
Die Erfindung betrifft das Gebiet der nichtflüchtigen Spei¬ cherzellen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung solcher Zellen.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Komplexe zwi- sehen einem Metall und einer weiteren organischen Verbindung als Grundlage für die nichtflüchtigen Speicherzellen, die zwei Zustände von unterschiedlichem elektrischem Widerstand aufweisen, dienen können. Ein Beispiel ist z. B. die Zelle gemäß US 4,371,883, die eine Speicherzelle auf der Basis Von Kupfer mit TCNQ offenbart. Kupfer und TCNQ bilden dabei eine Charge-Transfer-Komplex-Schicht, im Nachfolgenden als CT- Schicht genannt.
Eine weitere Zelle auf der Basis von Metall mit einer organi- sehen Verbindung ist auch in DE 103 55 561.7 beschrieben. Zur Herstellung einer solchen Zelle wird das aktive Material zwi¬ schen zwei geeigneten Elektroden gebracht. Beispielsweise kann man hierzu einen mit Kupfer beschichteten Wafer als Sub¬ strat verwenden. Zwischen Silizium und Kupfer befindet sich ein isolierendes Dielektrikum, beispielsweise Siliziumdioxid oder ein Polymer.
Nach der Strukturierung des Kupfers, z. B. in Form von dünnen Linien wird das Substrat mit einer Lösung des Elektronenak- zeptors behandelt. Dabei bildet sich an der Kupferoberfläche eine Schicht des Reaktionsproduktes (beispielsweise CuTCNQ) aus Kupfer und dem Akzeptor. Das Dielektrikum reagiert mit dem Akzeptor nicht. Anschließend wird die obere Elektrode aufgebracht und strukturiert, z. B. ebenfalls in Form von Li- nien, die mit unteren Kupferlinien einen Winkel von 90° bil¬ den. An den Kreuzungspunkten der oberen und unteren Bahnen entstehen so genannte Cross-Point-Zellen, deren Dimensionen α. -> ~χ
-2-
durch die jeweiligen Bahnbreiten definiert sind. Kupfer bil¬ det dabei die untere Elektrode, wobei die obere Elektrode aus verschiedenen Materialien wie z. B. Aluminium, Titan, Tantal, Tantalnitrid, Titannitrid usw. gebildet werden kann.
Die Strukturierung der Elektroden kann mittels Lochmasken, wie z. B. durch Aufdampfen des Elektrodenmaterials, Druck¬ techniken oder Fotolithografie erfolgen. Die laterale Zellen¬ geometrie kann beliebig sein und ist nicht auf die oben ge- nannte Cross-Point-Anordnung beschränkt.
Die Bildung eines CT-Komplexes zwischen Kupfer und der Akzep¬ torlösung erfolgt relativ schnell. Bei dieser Reaktion ist es jedoch schwierig, einerseits die Schichtdicke des Reaktions- Produktes gezielt zu regeln, so dass die Dünnschichten die deutlich dünner als 1 μm sind, sehr schwer herzustellen sind. Auf der anderen Seite ist es möglich, dass bei dieser Reakti¬ on Domänen mit unterschiedlichen Morphologien entstehen, die unter anderem auch verschiedene elektrische Eigenschaften, beispielsweise Schaltspannung, besitzen können.
Alternativ kann ein CT-Komplex hergestellt werden, indem der Akzeptor in einer Vakuumkammer auf das Substrat aufgedampft wird, wobei durch dieses Verfahren auch dünne Schichten her- gestellt werden können. Zur Bildung des Reaktionsproduktes ist hierbei aber eine nachträgliche Wärmebehandlung notwen¬ dig, z. B. auf einer Heizplatte (hot plate) oder in einem O- fen. Anschließend wird der nicht reagierte Akzeptor mittels eine Lösungsmittels entfernt. Auch hier reagiert der Akzeptor nur mit dem Metall aber nicht mit dem Dielektrikum, so dass der überschüssige Akzeptor von dem Dielektrikum weggespült werden kann. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass dabei raue Schichten entstehen, die eine Oberflächenrauigkeit von mehr als 50 nm aufweisen können. Außerdem erfordert das Ver- fahren eine sehr genaue Temperaturregelung auf der ganzen Kontaktfläche der Heizplatte mit dem Substrat, da örtliche Temperaturschwankungen unterschiedliche Reaktionsgeschwindig- keiten verursachen, was zu Inhomogenität in der Schicht füh¬ ren kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, das die Herstellung von CT-
Schichten bestehend aus einer Schicht aus einem Metall und einer zweiten Schicht aus einer organischen Verbindung bei dem eine gleichmäßige und homogene Schicht mit möglichst ge¬ ringer Oberflächenrauigkeit entsteht, ermöglicht. Eine weite- re Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von oben genannten Schichten vorzuschlagen, wobei die Schich¬ ten eine Stärke von weniger als 100 nm aufweisen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist durch den Gegens- tand des Anspruchs 1 gelöst.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von CT- Schichten, die in den nichtflüchtigen Speichern benutzt wer¬ den können, wird zunächst eine Metallschicht auf ein Substrat abgeschieden und gegebenenfalls strukturiert. Diese Metall¬ schicht wird mit' der einer ersten organischen Verbindung be¬ schichtet, und die so erhaltene beschichtete Metallschicht mit dem Dampf einer zweiten organischen Verbindung behandelt. Die erste organische Verbindung und die Metallschicht gehen dabei eine Wechselwirkung ein, so dass zwischen dem Metall und der organischen Verbindung eine elektroaktive Schicht ausbilden, die für die nichtflüchtigen Speicher verwendet werden kann.
Das Substrat auf dem die Metallschicht abgeschieden wird, kann Silizium, Germanium, Galliumarsenid, Galliumnitrid, ein Polymer, Keramikglas oder Metall sein. Das Substrat kann au¬ ßerdem ein beliebiges Material, das eine beliebige Verbindung von Silizium, Germanium oder Gallium enthält, sein. Dieses Substrat kann auch ein bereits prozessiertes Material sein und ein bis mehrere Lagen aus Kontakten, Leiterbahnen, Iso- lierschichten und weiteren mikroelektronischen Bauteilen ent¬ halten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Substrat Silizium, das bereits entsprechend Front-End-Off- Line (FEOL) prozessiert ist, das heißt bereits elektrische Bauteile, wie Transistoren, Kondensatoren etc. enthält. Zwi¬ schen dem Substrat und der Metallschicht befindet sich vor¬ zugsweise eine Isolierschicht, und insbesondere dann, wenn das Substrat elektrisch leitend ist. Jedoch kann auch zwi¬ schen dem Substrat und der Metallschicht mehrere beliebige Schichten sein.
Das Substrat kann nur als Trägermaterial dienen oder aber auch eine elektrische Funktion (Auswertung, Steuerung) fül¬ len. Für den letztgenannten Fall gibt es elektrische Kontakte zwischen dem Substrat und den Elektroden, die auf das Sub¬ strat aufgebracht werden. Diese elektrischen Kontakte sind beispielsweise mit einem elektrischen Leiter gefüllte Kon- taktlöcher (Vias) .
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Metall Kupfer. Die Metallschicht kann auch ein Teil einer E- lektrode sein, die auch mehrere Lagen aufweisen kann, wobei mindestens eine Lage aus Kupfer besteht. Die weiteren Lagen können z. B. aus Titan, Titannitrid, Tantal, Tantalnitrid, Wolfram, Tantalwolfram, Wolframnitrid, Wolframcarbonitrid, Iridiuπioxid, Rutheniumoxid, Strontiumrutheniumoxid, bzw. eine beliebige Kombination dieser Materialien sein. Außerdem kön- nen auch weitere Schichten aus z. B. Silizium, Titannitridsi¬ lizium, Siliziumoxynitrid, Siliziumoxid, Siliziumcarbid, Si¬ liziumnitrid oder Siliziumcarbonitrid vorhanden sein.
Die Metallschicht kann in beliebiger Form, wie z. B. Platte, Folie sein, die mittels Vakuumtechniken oder elektrolytische Abscheidung auf ein Substrat aufgebrachte Metallschicht sein. Bevorzugt wird jedoch ein dünner Film eines Metalls, das auf dem oben genannten Substrat aufgebracht wurde. Dies kann z. B. durch Bedampfen, Sputtern, CVD, elektrochemische Metal¬ lisierung oder Drucktechniken erfolgen. Das Metall kann auch strukturiert sein, wofür sich Lithografie, Druckverfahren o- der Gasphasenabscheidung durch eine Lochmaske eignen.
Die erste organische Verbindung, die die Metallschicht be¬ schichtet, ist vorzugsweise aus der Gruppe, bestehend aus
wobei Ri, R2, R3, R4, R5, Re, R7, und R8 unabhängig voneinander die folgende Bedeutung haben können:
H, F, Cl, Br, I (Jod), Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, O-Alkyl, 0- Alkenyl, O-Alkinyl, S-Alkyl, S-Alkenyl, S-Alkinyl, OH, SH, Aryl, Heteroaryl, O-Aryl, S-Aryl, NH-Aryl, O-Heteroaryl, S- Heteroaryl, CN, NO2, —(CF2)n—CF3, —CF( (CF2)nCF3)2, -Q-(CF2Jn-CF3, —CF(CF3)2/ —C(CF3J3 sowie
n = 0 bis 10;
Q : -, — S — ist;
Rg, Rio, Rn, R12 unabhängig voneinander: F, Cl, Br, I, CN, NO2 sind;
Ri3/ Ri4/ Ri5/ Ri6, Rα7 unabhängig voneinander: H, F, Cl, Br, I, CN, NO2 sind
Xi und X2 unabhängig voneinander:
sind; Y : 0, S, Se ist;
und Zi und Z2 unabhängig voneinander: CN, NO2 sind,
ausgewählt. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die organische Verbindung TCNQ.
Die Beschichtung der Metallschicht mit der ersten organischen Verbindung kann in einer Vakuumkammer erfolgen, wobei Druck und Temperatur geregelt werden. Die genauen Bedingungen sind z. B. in DE 103 55 561.7 beschrieben. Das Aufdampfen erfolgt vorzugsweise unter Inertgas, wie Edelgase oder Stickstoff, wobei je nach Bedarf auch andere Gase, wie z. B. Sauerstoff zugefügt werden können. Der Substrathalter kann dabei geheizt oder gekühlt werden. Bevorzugte Temperaturen für den Sub¬ strathalter sind im Bereich von -200C bis 1000C, wobei der Temperaturbereich zwischen 200C und 400C besonders bevorzugt ist.
Nachdem die Metallschicht mit der ersten organischen Verbin- düng beschichtet wurde, kommt das Substrat in eine zweite temperierte Kammer, die mit dem Dampf der zweiten organischen Verbindung gesättigt wird bzw. gesättigt wurde. Durch diese Behandlung wird vorwiegend die Reaktion zwischen dem Metall und dem Akzeptor ermöglicht. Die konstante Dampftemperatur und Dampfkonzentration ermöglichen überraschenderweise eine sehr gleichmäßige Reaktion. Der Druck, bei dem die Behandlung erfolgt, ist im Bereich von 300 torr bis 2000 torr. Die Behandlungszeit ist vorzugsweise zwischen 30 s und 15 min. Die temperierte Kammer kann in eine Vakuumanlage in¬ tegriert sein. Daneben können aber auch Glasapparaturen, z. B. Reaktoren oder Exsikkatoren als Kammer dienen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zweite organische Verbindung ein organisches Lösungsmittel oder ein Gemisch der verschiedenen Lösungsmittel. Besonders bevorzugt ist erfindungsgemäß ein Lösungsmittel, das eine Nitrilgruppe aufweist.
Besonders bevorzugt ist Acetonitril entweder als einziges Be- handlungsreagens oder in einem Lösungsmittelgemisch, mit wei¬ teren organischen Lösungsmitteln.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bietet den Vorteil, dass die Schichtdicke genau kontrolliert wird, dass die Schicht in sich homogen ist und dass die Oberflächenrauigkeit der Schicht sehr gering ist.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist, dass in den Fäl¬ len, wo die erste organische Verbindung eine niedrigere Ver- dampfungs- bzw. Sublimationstemperatur aufweist, als die Tem¬ peratur, bei denen die Reaktion zwischen der Metallschicht und der organischen Verbindung stattfindet, die Wechselwir¬ kung zwischen der Metallschicht und der organischen Verbin¬ dung nicht auf einer Heizplatte oder in einem Ofen herbeige- führt werden kann. Es gibt auch organische Verbindungen, die sich bei der Temperatur, bei der die Reaktion zwischen der Metallschicht und der ersten organischen Verbindung stattfin¬ den, zersetzen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es jedoch möglich, auch diese ersten organischen Verbindungen zur Reaktion mit der Metallschicht zu bringen, um eine
Schicht, die als elektroaktive Schicht für die nichtflüchti¬ gen Speicher dienen, herzustellen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Charge-Transfer-Schichten (CT-Schichten) bestehend aus einer ersten Schicht aus einem Metall und einer zweiten Schicht einer ersten organischen
Verbindung, wobei das Metall und die erste organische Verbin¬ dung einen CT-Komplex bilden können, so dass die Schicht als elektroaktive Schicht in dem nichtflüchtigen Speicher dient, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Abscheiden einer Metallschicht auf ein Substrat und gegebe¬ nenfalls Strukturieren der Metallschicht;
- Beschichtung der Metallschicht mit der ersten organischen Verbindung; und
- Behandlung der mit der ersten organischen Verbindung be- schichteten Metallschicht mit dem Dampf einer zweiten orga¬ nischen Verbindung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Substrat aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Ger¬ manium, Galliumarsenid, Galliumnitrid, ein Polymer, Keramik¬ glas und Metall ausgewählt ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Metallschicht mindestens eine Schicht aus Kupfer aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abscheidung der Metallschicht durch Aufdampfen, Sputtern, CVD, elektrochemische Metallisierung oder Druck¬ techniken erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Strukturierung der Metallschicht mittels Fotolitho¬ grafie erfolgt.
6.. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste organische Verbindung aus der Gruppe bestehend aus
wobei R1, R2, R3, R4, R5, Rε, R7, und R8 unabhängig voneinander die folgende Bedeutung haben können:
H, F, Cl, Br, I (Jod), Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, O-Alkyl, O- Alkenyl, O-Alkinyl, S-Alkyl, S-Alkenyl, S-Alkinyl, OH, SH, Aryl, Heteroaryl, O-Aryl, S-Aryl, NH-Aryl, O-Heteroaryl, S- Heteroaryl, CN, NO2, -(CFz)n-^F3, -CF( (CF2)nCF3) 2, —Q-(CFz)n-CF3, —CF(CF3)2, —C (CF3)3 sowie
n = 0 bis 10;
Q : — S — ist;
Rg, Rio, RH, R12 unabhängig voneinander: F, Cl, Br, I, CN, NO2 sind;
R13, Ri4, R15, Ri6, Rn unabhängig voneinander: H, F, Cl, Br, I, CN, NO2 sind
Xi und X2 unabhängig voneinander:
sind; Y : 0, S, Se ist;
und Zl und Z2 unabhängig voneinander: CN, NO2 sind,
ausgewählt ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Beschichtung der Metallschicht mit der organischen Verbindung mittels Aufdampfen erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Behandlung mit der zweiten organischen Verbindung bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 4O0C erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Behandlung mit der zweiten organischen Verbindung bei einem Druck von 300 torr bis 200.0 erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Behandlung mit der zweiten organischen Verbindung zwischen 30 s und 15 min dauert.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweite organische Verbindung ein organisches Lö¬ sungsmittel oder ein Gemisch der organischen Lösungsmitteln ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das organische Lösungsmittel eine Nitrilgruppe aufweist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lösungsmittel Acetonitril ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lösungsmittelgemisch Acetonitril aufweist.
EP05756930A 2004-07-30 2005-07-01 Verfahren zur bildung von speicherschichten Withdrawn EP1771897A1 (de)

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DE102004037151A DE102004037151A1 (de) 2004-07-30 2004-07-30 Verfahren zur Bildung von Speicherschichten
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EP05756930A Withdrawn EP1771897A1 (de) 2004-07-30 2005-07-01 Verfahren zur bildung von speicherschichten

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US (1) US20070164276A1 (de)
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