JP2004515055A - 強誘電性メモリ回路及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、強誘電性重合体薄膜の形態をした強誘電性メモリセル、及び前記強誘電性メモリセルと、その両側の表面に夫々接触する第一及び第二電極を有し、前記セルの分極状態が、前記電極に適当な電圧を印加することにより設定(set)、切り替え(switch)、及び検出(detect)することができる、強誘電性メモリ回路に関する。本発明は、メモリ回路が絶縁性基体上に与えられている、この種の強誘電性メモリ回路を製造する方法にも関する。
【0002】
本発明は、メモリ回路中の強誘電性重合体薄膜中の分極及び切り替え過程を取扱う。そのような回路は、双安定強誘電性メモリ装置を実現するのに用いられている。
【0003】
特に、本発明は、薄膜中のメモリセルが、電場により二つの分極状態の間で切り変えられるこの種の回路中の強誘電性ポリ(フッ化ビニリデン・トリフルオロエチレン)重合体薄膜及び超薄膜の性能を改良する仕方に関する。
【0004】
強誘電性薄膜(0.1μm〜1μm)及び超薄膜(0.1μm未満)は、従来法でよく知られている双安定メモリ装置として用いることができる。薄膜状態の強誘電性重合体を使用することにより、分極切り替えを低電圧で行うことができる集積装置を完全に実現することができる。しかし、従来法により最も広く用いられている強誘電性重合体、即ち、ポリフッ化ビニリデン・トリフルオロエチレン(PVDF−TFE)の分極挙動の厚さ依存性を研究すると、厚さが減少するに従って分極レベルが低下し、切り替え電場が増大し、更に厚さが100nmより小さく減少すると、分極レベルの大きな低下が観察されることが示されている。PVDF−TFE重合体フイルムでは、分極挙動は、フイルム中の結晶度及び結晶子の大きさに直接関係している。薄膜では、堅い金属基体が、通常その上に回転被覆によりフイルムを堆積させた時、不均質核生成過程により結晶化過程が妨げられ、それが結晶子配向を決定し、その金属基体により影響を受けた配向にすると考えられる。その結果、近くの結晶子は大きな配向不整合を持ち、それがフイルムの大きな弾性エネルギーを生じ、結晶子の一層の成長を妨げ、それにより金属基体と薄膜との間に界面領域を生ずる。一方、最近の実験結果は、金属基体を用いても大きな結晶度が得られ、そのため現在実際の機構は幾らか不明確なままになっていることを示しているように見える。その界面は、薄膜の厚さのかなりの分率になる厚さを有し、分極レベルを一層低くし、保磁場を一層高くする。前記界面により、金属層と接触する薄膜は、一層低い分極レベル及び大きな切り替え電場を示す。
【0005】
従って、本発明の主たる目的は、強誘電性メモリ回路のための従来の技術の上記欠点を除くことにある。特に、メモリ材料として強誘電性重合体薄膜を用いた強誘電性メモリ回路の分極及び切り替え挙動を改良することも、本発明の一つの目的である。
【0006】
電極の少なくとも一方が、少なくとも一つの接触層で、前記メモリセルと接触する伝導性重合体からなる少なくとも一つの接触層、及び場合により前記伝導性重合体と接触する金属フイルムの第二層を有し、前記電極の少なくとも一方が、伝導性重合体接触層だけからなるか、又は伝導性重合体接触層と金属フイルム層との組合せを含むことを特徴とする本発明による強誘電性メモリ回路により、上記目的のみならず、更に別の特徴及び利点が実現される。
【0007】
本発明の強誘電性メモリ回路の一つの有利な態様として、電極の一方だけが伝導性重合体接触層からなり、他方の電極が単一金属フイルム層からなる。
【0008】
強誘電性重合体薄膜は、1μm以下の厚さを有するのが好ましく、伝導性重合体は、20nm〜100nmの厚さを有するのが好ましい。
【0009】
強誘電性メモリセルは、次のもの、即ち、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリビニリデンといずれかのその共重合体、共重合体又はPVDF−トリフルオロエチレン(PVDF−TFE)のいずれかに基づく三元重合体、奇数番号のナイロン、奇数番号のナイロンといずれかのその共重合体、シノポリマー(cynopolymer)、及びシノポリマーといずれかのその共重合体、の中の一つから選択された少なくとも一種類の重合体を有するのが好ましい。これに関連して、接触層の伝導性重合体が、次のもの、即ち、ドープしたポリピロール(PPy)、ドープしたポリピロール(PPy)誘導体、ドープしたポリアニリン、ドープしたポリアニリン誘導体、ドープしたポリチオフェン、及びドープしたポリチオフェン誘導体、の一つから選択されているのが好ましい。
【0010】
一般に、接触層の伝導性重合体は、次のもの、即ち、ドープしたポリピロール(PPy)、ドープしたポリピロール(PPy)誘導体、ドープしたポリアニリン、ドープしたポリアニリン誘導体、ドープしたポリチオフェン、及びドープしたポリチオフェン誘導体、の一つから選択されているのが好ましい。
【0011】
金属フイルム層の金属が、次のもの、即ち、アルミニウム、白金、チタン、及び銅、の一つから選択されていることも好ましい。
【0012】
有利な構成として、本発明による強誘電性メモリ回路が、同様な回路のマトリックス・アドレス可能な配列体としてメモリ回路を形成し、メモリ回路のメモリセルが強誘電性重合体薄膜のグローバル(global)層の中の一部分を形成し、第一及び第二電極が、夫々第一及び第二電極部材の一部分を形成し、各電極部材が複数の平行帯状電極を有し、第二電極部材の電極が、前記第一電極部材の電極に対し或る角度に、好ましくは直角に配向し、前記強誘電性重合体薄膜グローバル層がそれら電極部材間に挟まれており、前記強誘電性メモリセルが前記強誘電性重合体薄膜中に、前記第一電極部材の電極と、前記第二電極部材の電極との夫々交差部の所に定められており、前記電極部材及び前記強誘電性重合体薄膜によりメモリセルと共に形成された前記配列体がマトリックス・アドレス可能集積受動強誘電性メモリ装置を形成し、然も、書き込み及び読取り操作のための各メモリセルのアドレスが、駆動、制御、及び検出のための外部回路と適当に接続された前記電極部材の電極を経て行われる。
【0013】
上記目的のみならず更に別の特徴及び利点が、本発明による強誘電性メモリ回路の製造方法によっても実現され、その方法は、基体上に伝導性重合体の接触層を堆積し、次に前記接触層の上に強誘電性重合体薄膜を堆積し、次に前記強誘電性重合体薄膜の一番上の所に第二接触層を堆積することを特徴とする。
【0014】
本発明による方法では、第一接触層を堆積する前に基体上に金属フイルム層を堆積し、そして前記第一接触層を次に堆積するのが有利であると考えられる。
【0015】
本発明による方法では、回転被覆により伝導性重合体薄膜を堆積し、同様に回転被覆により、第一接触層の上に強誘電性重合体薄膜を堆積するのが有利である。
【0016】
本発明による好ましい別の態様として、第一接触層及び/又は強誘電性重合体薄膜を、夫々の堆積工程後に、約140℃の温度でアニールする。
【0017】
本発明による更に別の好ましい態様として、強誘電性重合体薄膜の一番上に伝導性重合体薄膜の第二接触層を堆積する。これに関連して、第二接触層を堆積する前に強誘電性重合体薄膜をアニールすることなく、第二接触層を約140℃の温度でアニールするのが好ましく、第二接触層の一番上に金属フイルム層を堆積するのが好ましい。
【0018】
本発明を、次に図面を参照して態様の例及び実施例についての検討と関連させて一層詳細に説明する。
【0019】
本発明によるメモリ回路の種々の態様を、次に図1に示した従来法のメモリ回路を相異点として用いて検討する。図1には従来法のメモリ回路を通る断面が示されており、強誘電性薄膜重合体の層Fが、夫々E1、E2とする第一電極と第二電極との間に挟まれている。電極は金属フイルムM1、M2として与えられており、電極の金属は同じでもよいが、必ずしもそうである必要はないことは分かるであろう。
【0020】
本発明によるメモリ回路Cの第一の態様が図2aに示されており、それは図1の従来法のメモリ回路と同様であるが、下の電極E1の所で、金属フイルムM1が今度は伝導性重合体の薄膜P1によって置き換えられているが、上の電極E2は金属フイルム電極としてそのままになっている。
【0021】
図2bには本発明によるメモリ回路Cの第二の態様が示されており、この場合電極E1、E2の両方の電極が伝導性重合体の薄膜P1、P2として実現されており、どちらの場合でも同じか又は異なる伝導性重合体にすることができる。
【0022】
図2cは、本発明によるメモリ回路Cの第三の態様を示しており、この場合第一電極E1は、強誘電性重合体Fと接している接触層として伝導性重合体薄膜P1を有する。伝導性重合体薄膜P1の上には、金属フイルムM1が与えられており、この場合の第一電極E1は、二つの層M1、P1により形成された複合体である。第二電極E2は、第一の態様のものと同様であり、強誘電性薄膜重合体Fに接する金属フイルムM2からなり、その薄膜重合体はメモリ材料、換言すればメモリセルそのものを構成する。
【0023】
本発明によるメモリセルの第四の態様が図2dに示されており、それは、第二電極E2が、今度は伝導性重合体薄膜P2の接触層だけからなる点で図2cの態様とは異なっている。
【0024】
最後に、本発明によるメモリ回路の第五の態様が図2eに示されており、ここでは両方の電極E1、E2が、今度は夫々金属フイルムM1、M2、及びそれら金属フイルムM1とM2の間にあってメモリセルそのものの強誘電性薄膜重合体Fに接する接触層として与えられている薄膜伝導性重合体P1、P2から形成された複合体になっている。
【0025】
従来、当業者に知られているように、従来法のメモリセルは、図3に示した種類のマトリックス・アドレス可能受動強誘電性メモリ装置中のメモリセルとして適用することができ、この場合、そのメモリ材料、即ち、強誘電性薄膜は、グローバル層Gとして与えられている。しかし、同様な層(G)を有する受動マトリックス強誘電性メモリ装置は、図2a〜2eに示した態様のメモリ回路のいずれでも組み込むことができる。従って、メモリ装置は、グローバル層G中に与えられ且つメモリ回路C中のメモリ材料として用いられている強誘電性薄膜重合体を有する。更に、メモリ装置は、強誘電性薄膜重合体のグローバル層Gに接する帯状の平行な下の電極E1の形をした第一電極部材を有する。同様な電極E2の第二電極部材は、今度は強誘電性薄膜重合体の一番上に与えられているが、帯状平行電極E2は、第一電極部材の電極E1に対し或る角度に、好ましくは直角に配向している。図4aは、図3のマトリックス・アドレス可能受動メモリ装置の、線X−Xに沿ってとった断面を示している。強誘電性メモリ装置には、今度は図2c又は図2dに示した態様に相当するメモリ回路Cが与えられており、即ち、金属フイルムM1の下の電極E1と、メモリセルのメモリ材料として用いられている強誘電性重合体薄膜のグローバル層Gの一部分Fと接する伝導性重合体P1の接触層との複合体が与えられている。
【0026】
図3及び図4aに示したメモリ装置では、第二電極部材の電極E2と、第一電極部材E1との重なった交差部が、夫々の図3及び4aに示したように、それらの間の強誘電性重合体薄膜の体積中のメモリセルFを定める。従って、本発明によるメモリ回路Cは、図3、4aに描いたように、強誘電性メモリ材料F及び電極E1、E2を有する完全なメモリ配列体の一部分を形成するが、今度はメモリ回路の電極E1;E2のみならず、そのメモリ材料Fが、全て電極E1、E2と、図3の強誘電性メモリ装置にグローバルに適用されたメモリ材料Fとの夫々境界が定められた部分を形成している。
【0027】
図4bは、図3又は図4aで強調されているように、マトリックス・アドレス可能受動強誘電性メモリ装置に用いられたメモリ回路Cを詳細に示している。この場合のメモリ回路Cは、図2cの態様か、又は図2dの態様に相当することが分かるであろう。換言すれば、下の電極E1は金属フイルムM1及び伝導性重合体P1の接触層を有するが、上の電極E2は、今度は金属フイルムM2又は伝導性重合体P2になっていてもよい。勿論、図3又は図4aに示したマトリックス・アドレス可能メモリ装置で、図2a〜2eに描いた態様のいずれかを用いることを排除するものではない。
【0028】
次に本発明を一般的用語を用いて論ずる。本発明によるメモリ回路Cは、伝導性重合体で覆われた基体上の強誘電性重合体薄膜を有する。本発明の一つの態様によれば、伝導性ポリチオフェンのような軟質伝導性重合体を金属化基体、例えば白金又はアルミニウムで覆われた珪素ウエーハ上に堆積させる。20nm〜1μmの厚さにすることができる強誘電性重合体、例えば、ポリフッ化ビニリデン・トリフルオロエチレン共重合体(PVDF−TFE)の薄膜を、次に例えば回転被覆により基体上に堆積する。伝導性重合体は下の電極として用い、従来用いられていた金属電極、例えば、Al、Pt、Au等のような金属と置き換わっている。本発明による方法によれば、その伝導性重合体電極は強誘電性重合体薄膜の結晶度を増大し、従って分極レベルを増大し、金属電極上の相当する薄膜と比較して、切り替え電場を低下する。
【0029】
本発明のメモリセル中の電極として伝導性重合体を導入することは、フイルムの堅さを減少し(即ち、フイルム結晶度を増大し)、界面電気障壁を緩和する働きもする。一般に重合体間の相分離は、それらの界面近くでの結晶領域を減少する。本発明では、下の電極を形成するために先ず基体上に伝導性重合体フイルムを適用することにより、この性質を用いている。強誘電性薄膜及び伝導性重合体膜は良好な相分離を示し、それは後のアニーリング工程中の強誘電性薄膜の非結晶化領域を減少する。金属と比較して伝導性共重合体中の電荷伝導機構が異なるため、電極と強誘電性重合体フイルムとの間の界面障壁が、実際に実験で観察されるように、強誘電性重合体フイルムの分極レベル及び切り替え速度の両方を増大するが、切り替え電場は低下するような仕方で、緩和される。
【0030】
本発明では、用いることができる伝導性重合体には、ドープしたポリピロール(PPy)及びそれらのドープした誘導体、ドープしたポリアニリン及びそれらのドープした誘導体、及びドープしたポリチオフェン及びそれらのドープした誘導体が含まれるが、それらに限定されるものではない。
【0031】
本発明で用いることができる強誘電性重合体には、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びそのトリフルオロエチレンとの共重合体(PVDF−TFE)、共重合体又はPVDF−TFEのいずれかに基づく三元重合体、奇数番号のナイロン又はシノポリマーのような他の強誘電性重合体が含まれるが、それらに限定されるものではない。
【0032】
本発明では、伝導性重合体電極を用いることにより、Al、Pt、Au等のような薄膜界面電極金属と比較して、PVDF−TFE共重合体薄膜の結晶度が増大する。分極ヒステリシスループは、下で論ずる図5に示したのと同じ印加電場の下で、伝導性重合体電極上に与えられたPVDF−TFE共重合体薄膜が、金属電極、例えばチタンの電極で与えられた分極レベルよりも大きな分極レベルを有することを示している。伝導性重合体で覆われた平らな基体上に薄膜及び超薄膜強誘電性重合体を製造することについて、次の実施例で説明する。
【0033】
本発明の開示する態様は、説明のために与えられており、限定するためのものではない。実施例は、開示又は特許請求の範囲を限定するものではなく、そのように見做されるべきものでもない。
【0034】
例1
この例では、PEDOT〔ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)〕と呼ばれる伝導性重合体を、薄膜を有するメモリ回路中の強誘電性重合体の電極の一つとして用いる。PEDOTフイルムは、化学的重合、電気化学的重合、又はPEDOT−PSS(ここでPSSはポリスチレンスルホネートである)を含有する既製溶液を回転被覆することにより製造することができる。ここではPEDOTフイルムを製造する化学的方法を用いた。そのようなフイルムを製造するための溶液は、バイトロン(Baytron)M(3,4−エチレンジオキシチオフェンEDOT)と、バイトロンC(n−ブタノール中に入れたトルエンスルホン酸第二鉄溶液、40%)との混合物であり、それらの両方共市販されている。バイトロンCとバイトロンMとの比は、標準混合溶液で6である。EDOTからPEDOTへの重合は、二つの溶液を混合した後、約15分で現れる。
【0035】
この例では、伝導性PEDOT重合体を、金属化Siウエーハに回転被覆した。重合の目的で、そのフイルムを次にホットプレート(100℃)の上に1〜2分置いた。次に溶液洗浄工程を行い、重合しなかったEDOT及び第二鉄溶液を除去する。この工程では、イソプロパノールと脱イオン水を交互に用いることができる。伝導性PEDOTフイルムの上に、強誘電性薄膜、この場合には80nm厚のものを回転被覆法により堆積し、そこでアニーリング工程を140℃で10分間行なった。その強誘電性フイルムに蒸着により一番上のチタン電極を適用した。この例での強誘電性フイルムは、75/25PVDF−TFE共重合体であった。
【0036】
図5は、上に記載した例1により処理された強誘電性重合体薄膜のヒステリシスループ1を示している。次にメモリ回路CにPEDOT伝導性重合体の下の電極E1を与え、上の電極E2としてチタンを与えた。
【0037】
例2
伝導性重合体、この例ではポリピロールを、既知の方法により金属化基体(例えば、Pt又はAlで被覆した珪素ウエーハ)の上に堆積し、この場合、基体を重合体の溶液中に浸漬した。この例では、基体を低濃度の重合体溶液中に浸漬し、堆積速度を小さくした。一般に基体は重合性溶液中に室温で約3〜約30分間浸漬することができる。多段階浸漬工程を用いて希望の厚さを得るようにしてもよい。この例では、30nmの最終厚さをポリピロール層のために用いたが、全浸漬時間を変えることにより、厚さは20nm〜約100nmの範囲で変えることができる。次にその記載した工程の後で、その伝導性重合体層に強誘電性重合体薄膜層を回転被覆する堆積手順の工程を行なった。
【0038】
この例では、75/25及び68/32のモル比のVDF/TFE含有量を有し、約200000の平均分子量を有するランダムPVDF−TFE共重合体を用いて薄膜層を形成した。それらフイルムを次に140℃で2時間アニールし、室温へゆっくり冷却した。
【0039】
例3
金属化基体(即ち、白金、チタン、又はアルミニウムのフイルムで覆われた珪素ウエーハ)の上か、又はバイトロンP溶液を回転被覆することにより形成した強誘電性薄膜の上に、伝導性重合体電極層を堆積した。商業用バイトロンPは、コロイド安定化剤として働くポリスチレンスルホン酸(PSS)を存在させたPEDOTの水性溶液である。前記金属フイルム及び強誘電性フイルムのいずれも濡れ性が良くないため、均一で滑らかなPEDOT−PSSフイルムを形成させるためには、バイトロンPの中に或る量の表面活性剤を添加しなければならない。回転被覆後、100℃で2〜10分の熱処理が必要である。この方法は、PEDOT/PSSの伝導度を増大することができる。
【0040】
強誘電性重合体を溶解するために適当な溶媒を用いる。唯一の必要条件は、この溶媒が室温でPEDOT−PSSフイルムを溶解又は膨潤せず、強誘電性薄膜とPEDOT−PSSフイルムとの間に可能な拡散過程を防ぐことである。DEC中の強誘電性重合体の濃度は3%である。90nm厚の強誘電性フイルムを得るために、3800rpmの回転速度を用いた。
【0041】
強誘電性重合体フイルムの上に、第二のPEDOT−PSS伝導性重合体層を形成する。この第二伝導性層の上に、チタンの電極層を堆積する。これは、伝導性重合体の上に150nm厚のチタンフイルムを蒸着することにより行う。活性領域は、遮蔽マスクにより定める。
【0042】
図5は、本発明によるメモリ回路で得ることができるヒステリシスループを示している。このメモリ回路Cは、図2a及び例1に示したメモリ回路Cの態様に本質的に相当する。下の電極E1のための伝導性重合体P1はC−PEDOT、即ちトルエンスルホン酸第二鉄をドープしたポリチオフェンである。それは、PEDOT−PSSよりも大きな伝導度を有すると思われる。一番上の電極E2は、チタン金属フイルムから作られている。ループ1は、本発明によるメモリ回路Cのヒステリシスループであるが、ループ2は、従来法のメモリ回路Cのヒステリシスループであり、その上及び下の電極E1;E2は両方共チタンで作られている。図から分かるように、本発明によるメモリ回路Cは、ヒステリシスループを比較することにより明らかになるように、従来法のメモリ回路よりも遥かに大きな分極を示す。
【0043】
本発明によるメモリ回路Cの切り替え分極
は、従来法のメモリ回路の切り替え分極
よりもかなり小さい。
【0044】
しかし、保磁電圧Vcは、恐らく強誘電性重合体薄膜の厚さが予想よりも幾らか大きいことにより、本発明のメモリ回路の方が幾らか大きいことに注意すべきである。しかし、図5でヒステリシスループを比較することにより、伝導性重合体、この場合にはC−PEDOTによる下の電極を用いると、メモリ材料として用いた強誘電性薄膜重合体の分極をかなり改良することを明らかに示している。
【0045】
図6は、本発明によるメモリ回路Cの疲労と、従来法のメモリ回路の疲労とを室温で比較できるように示している。本発明によるメモリ回路は、遥かに改良された分極のみならず疲労挙動も示しており、本発明によるメモリ回路と従来法のメモリ回路との差は106よりも大きな疲労サイクル数まで認められることが分かるであろう。
【0046】
強誘電性重合体薄膜のために金属基体を用いることにより予想される隣接する結晶子の間の配向不整合により、金属基体は強誘電性薄膜及び超薄膜に大きな弾性エネルギーを与えると考えられる。これは超薄膜PVDF−TFEの結晶度を低くする結果になる。その結果、この種の超薄膜PVDF−TFE共重合体は、一層低い残存分極レベル及び一層大きな切り替え分極を示す。更に、金属電極と強誘電性重合体フイルムとの間の界面障壁も切り替え分極を増大する。本発明では、0.05〜1μmの厚さを有するPVDF−TFEフイルムの強誘電性が特徴付けられている。異なった電場での切り替え速度を測定した。実験結果は、伝導性重合体電極を用いて、結晶度と分極レベルは、それらの弾性モジュラスと強誘電性重合体フイルムのそれとの整合により増大することを示している。このことは、伝導性重合体電極が強誘電性薄膜装置で適切に機能を果たしていることを明確に示している。更に、電極・重合体界面の修正も界面障壁の有利な修正を与える結果になり、分極レベルと切り替え速度の両方を増大させると推測することは合理的である。一層重要なことは、同じ実験条件で金属電極を用いた強誘電性重合体薄膜についての対応する結果と比較して、分極レベルが一層高くなり、保磁場又は電圧が一層低くなることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、従来法による強誘電性メモリセルを示す図である。
【図2】
図2において、図2aは、本発明による強誘電性メモリセルの第一の態様を示し、図2bは、本発明による強誘電性メモリセルの第二の態様を示し、図2cは、本発明による強誘電性メモリセルの第三の態様を示し、図2dは、本発明による強誘電性メモリセルの第四の態様を示し、図2eは、本発明による強誘電性メモリセルの第五の態様を示す。
【図3】
図3は、従来法で既知の強誘電性メモリ装置であるが、本発明によるメモリ回路を有する装置の模式的平面図である。
【図4】
図4において、図4aは、図3の線X−Xに沿って取った断面図であり、図4bは、図3のメモリ装置に用いた場合の本発明によるメモリ回路の詳細を示す図である。
【図5】
図5は、本発明によるメモリ回路と、従来法のメモリ回路とを用いて、夫々得られたヒステリシスループを比較した図である。
【図6】
図6は、本発明によるメモリ回路の疲労挙動と、従来法のメモリ回路のそれとを比較した図である。
Claims (17)
- 強誘電性重合体薄膜の形態をした強誘電性メモリセル(F)、及び前記強誘電性メモリセル(F)と、その両側の表面に夫々接触する第一及び第二電極(E1;E2)を有し、前記セルの分極状態が、前記電極(E1;E2)に適当な電圧を印加することにより設定、切り替え、又は検出することができる、強誘電性メモリ回路(C)において、
前記電極(E1;E2)の少なくとも一方が、少なくとも一つの接触層(P1;P2)で、前記メモリセル(C)と接触する伝導性重合体からなる少なくとも一つの接触層(P1;P2)、及び場合により前記伝導性重合体(P1;P2)と接触する金属フイルムの第二層(M1;M2)を有し、前記電極(E1;E2)の少なくとも一方が、伝導性重合体接触層(P1;P2)だけからなるか、又は伝導性重合体接触層(P1;P2)と金属フイルム層(M1;M2)との組合せを含むことを特徴とする、強誘電性メモリ回路。 - 電極(E1;E2)の一方だけが、伝導性重合体接触層(P1;P2)からなり、他方の電極(E2;E1)が、単一金属フイルム層(M2;M1)だけからなる、請求項1に記載の強誘電性メモリ回路(C)。
- 強誘電性重合体薄膜(F)が、1μm以下の厚さを有する、請求項1に記載の強誘電性メモリ回路(C)。
- 伝導性重合体が、20nm〜100nmの厚さを有する、請求項1に記載の強誘電性メモリ回路(C)。
- 強誘電性メモリセル(F)が、次のもの、即ち、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリビニリデンといずれかのその共重合体、共重合体又はPVDF−トリフルオロエチレン(PVDF−TFE)のいずれかに基づく三元重合体、奇数番号のナイロン、奇数番号のナイロンといずれかのその共重合体、シノポリマー、及びシノポリマーといずれかのその共重合体、の中の一つから選択された少なくとも一種類の重合体を有する、請求項1に記載の強誘電性メモリ回路(C)。
- 接触層(P)の伝導性重合体が、次のもの、即ち、ドープしたポリピロール(PPy)、ドープしたポリピロール(PPy)誘導体、ドープしたポリアニリン、ドープしたポリアニリン誘導体、ドープしたポリチオフェン、及びドープしたポリチオフェン誘導体、の一つから選択されている、請求項5に記載の強誘電性メモリ回路(C)。
- 接触層(P)の伝導性重合体が、次のもの、即ち、ドープしたポリピロール(PPy)、ドープしたポリピロール(PPy)誘導体、ドープしたポリアニリン、ドープしたポリアニリン誘導体、ドープしたポリチオフェン、及びドープしたポリチオフェン誘導体、の一つから選択されている、請求項1に記載の強誘電性メモリ回路(C)。
- 金属フイルム層(M)の金属が、次のもの、即ち、アルミニウム、白金、チタン、及び銅、の一つから選択されている、請求項1に記載の強誘電性メモリ回路(C)。
- 強誘電性メモリ回路(C)が同様な回路のマトリックス・アドレス可能な配列体としてメモリ回路を形成し、メモリ回路(C)のメモリセル(F)が強誘電性重合体薄膜のグローバル層(G)の中の一部分を形成し、第一及び第二電極(E1;E2)が、夫々第一及び第二電極部材の一部分を形成し、各電極部材が複数の平行帯状電極(E1;E2)を有し、第二電極部材の電極(E2)が、前記第一電極部材の電極(E1)に対し或る角度に、好ましくは直角に配向し、前記強誘電性重合体薄膜グローバル層(G)が前記電極部材間に挟まれており、前記強誘電性メモリセル(F)が前記強誘電性重合体薄膜中に、前記第一電極部材の電極(E1)と、前記第二電極部材の電極(E2)との夫々交差部の所に定められており、前記電極部材及び前記強誘電性重合体薄膜によりメモリセル(F)と共に形成された前記配列体がマトリックス・アドレス可能集積受動強誘電性メモリ装置を形成し、然も、書き込み及び読取り操作のための各メモリセル(F)のアドレスが、駆動、制御、及び検出のための外部回路と適当に接続された前記電極部材の電極(E1;E2)を経て行われる、請求項1に記載の強誘電性メモリ回路(C)。
- メモリ回路(C)が、強誘電性重合体薄膜の形態の強誘電性メモリセル(F)、及び前記強誘電性メモリセル(F)と、その両側の表面で夫々接触した第一及び第二電極(E1;E2)を有し、前記セルの分極状態を、前記電極(E1;E2)に適当な電圧を印加することにより設定、切り替え、又は検出することができ、前記メモリ回路(C)が絶縁基体(S)の上に与えられている強誘電性メモリ回路(C)の製造方法において、前記基体上に伝導性重合体薄膜の第一接触層を堆積し、次に前記第一接触層の上に強誘電性重合体薄膜を堆積し、次に前記強誘電性重合体薄膜の一番上の所に第二接触層を堆積することを特徴とする強誘電性メモリ回路製造方法。
- 第一接触層を堆積する前に基体上に金属フイルム層を堆積し、次に前記第一接触層を堆積する、請求項10に記載の方法。
- 回転被覆により伝導性重合体薄膜を堆積する、請求項10に記載の方法。
- 回転被覆により、第一接触層の上に強誘電性重合体薄膜を堆積する、請求項10に記載の方法。
- 第一接触層及び/又は強誘電性重合体薄膜を、夫々の堆積工程後に、約140℃の温度でアニールする、請求項10に記載の方法。
- 強誘電性重合体薄膜の一番上に伝導性重合体薄膜の第二接触層を堆積する、請求項10に記載の方法。
- 第二接触層を堆積する前に強誘電性重合体薄膜をアニールすることなく、第二接触層を約140℃の温度でアニールする、請求項15に記載の方法。
- 第二接触層の一番上に金属フイルム層を堆積する、請求項15に記載の方法。
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