JP2011096784A - Transistor, planar element, and method of manufacturing them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トランジスタ,面状素子およびこれらの製造方法に関し、詳しくは、コントロールゲートとフローティングゲートとを有するトランジスタ,比較的低温で軟化する樹脂により形成された樹脂フィルムに複数のトランジスタが形成された面状素子およびこうしたトランジスタや面状素子の製造方法に関する。 More particularly, the present invention relates to a transistor having a control gate and a floating gate, and a plurality of transistors formed on a resin film formed of a resin that softens at a relatively low temperature. The present invention relates to a planar element and a method for manufacturing such a transistor and planar element.
従来、この種の面状素子としては、高分子材料により形成された薄膜フィルムにマトリックス状に複数の圧力センサを形成したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この面状素子では、高分子材料により形成された薄膜フィルムに複数の圧力センサを形成することにより、球面などの曲線にもマトリックス状に複数の圧力センサを取り付けたり、可撓性を有するものとしている。 Conventionally, as this type of planar element, a thin film formed of a polymer material in which a plurality of pressure sensors are formed in a matrix has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this planar element, by forming a plurality of pressure sensors on a thin film made of a polymer material, it is possible to attach a plurality of pressure sensors in a matrix shape to a curved surface such as a spherical surface or to have flexibility. Yes.
上述した面状素子は薄膜フィルムにマトリックス状に圧力素子を形成しているが、こうした薄膜フィルムにフラッシュメモリなどを構成するトランジスタを形成しようとすると、絶縁層を形成するときなどの素子を形成する際の温度が薄膜フィルムの耐熱温度を超えてしまい、形成が困難なものとなる。 In the planar element described above, pressure elements are formed in a matrix form on a thin film, but when a transistor constituting a flash memory or the like is formed on such a thin film, an element is formed when an insulating layer is formed. The temperature at that time exceeds the heat-resistant temperature of the thin film, making it difficult to form.
本発明のトランジスタ,面状素子およびこれらの製造方法は、比較的低温で製造が可能なトランジスタや樹脂フィルムにトランジスタを製造することを主目的とする。 The main object of the transistor, the planar element, and the manufacturing method thereof of the present invention is to manufacture a transistor on a transistor or a resin film that can be manufactured at a relatively low temperature.
本発明のトランジスタ,面状素子およびこれらの製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve the main object described above, the transistor, the planar element and the manufacturing method thereof according to the present invention employ the following means.
本発明のトランジスタは、
コントロールゲートとフローティングゲートとを有するトランジスタであって、
前記コントロールゲートと前記フローティングゲートとの間の絶縁層が前記コントロールゲートを構成する金属の酸化物または窒化物による第1層と自己組織化単分子膜による第2層とにより構成されてなる、
ことを特徴とする。
The transistor of the present invention
A transistor having a control gate and a floating gate,
The insulating layer between the control gate and the floating gate is composed of a first layer made of a metal oxide or nitride constituting the control gate and a second layer made of a self-assembled monolayer.
It is characterized by that.
この本発明のトランジスタでは、コントロールゲートとフローティングゲートとの間の絶縁層をコントロールゲートを構成する金属の酸化物または窒化物による第1層と自己組織化単分子膜による第2層とにより構成したから、絶縁層を比較的低温に製造可能なものとすることができる。この結果、トランジスタを比較的低温で製造可能なものとすることができる。 In this transistor of the present invention, the insulating layer between the control gate and the floating gate is composed of a first layer made of a metal oxide or nitride constituting the control gate and a second layer made of a self-assembled monolayer. Therefore, the insulating layer can be manufactured at a relatively low temperature. As a result, the transistor can be manufactured at a relatively low temperature.
こうした本発明のトランジスタにおいて、前記コントロールゲートは、100℃を超える所定温度で軟化する樹脂により形成された樹脂フィルムに形成されてなるものとすることもできる。ここで、「樹脂フィルム」には、ポリエチレンナフタレート・フィルムが含まれる。 In the transistor of the present invention, the control gate may be formed on a resin film formed of a resin that softens at a predetermined temperature exceeding 100 ° C. Here, the “resin film” includes a polyethylene naphthalate film.
また、本発明のトランジスタにおいて、前記自己組織化単分子膜は、ホスホン酸系の自己組織化単分子膜であるものとすることもできる。 In the transistor of the present invention, the self-assembled monolayer may be a phosphonic acid-based self-assembled monolayer.
さらに、本発明のトランジスタにおいて、前記コントロールゲートと前記フローティングゲートはアルミニウムにより構成されてなるものとすることもできる。 Furthermore, in the transistor of the present invention, the control gate and the floating gate may be made of aluminum.
そして、本発明のトランジスタにおいて、半導体材料により形成された半導体層を備え、前記フローティングゲートと前記半導体層との間の絶縁層が前記フローティングゲートを構成する金属の酸化物または窒化物による第3層と自己組織化単分子膜による第4層とにより構成されてなるものとすることもできる。こうすれば、フローティングゲートと半導体層との間の絶縁層を比較的低温で製造可能なものすることができ、トランジスタを比較的低温で製造可能なものとすることができる。 The transistor of the present invention includes a semiconductor layer formed of a semiconductor material, and an insulating layer between the floating gate and the semiconductor layer is a third layer made of a metal oxide or nitride constituting the floating gate. And a fourth layer made of a self-assembled monomolecular film. Thus, the insulating layer between the floating gate and the semiconductor layer can be manufactured at a relatively low temperature, and the transistor can be manufactured at a relatively low temperature.
本発明の面状素子は、
100℃を超える所定温度で軟化する樹脂により形成された樹脂フィルムに複数のトランジスタが形成された面状素子であって、
前記複数のトランジスタは、コントロールゲートとフローティングゲートとを有するタイプのトランジスタであり、且つ、前記コントロールゲートと前記フローティングゲートとの間の絶縁層が前記コントロールゲートを構成する金属の酸化物または窒化物による第1層と自己組織化単分子膜による第2層とにより構成されてなる、
ことを特徴とする。
The planar element of the present invention is
A planar element in which a plurality of transistors are formed on a resin film formed of a resin that softens at a predetermined temperature exceeding 100 ° C.,
The plurality of transistors are transistors of a type having a control gate and a floating gate, and an insulating layer between the control gate and the floating gate is made of a metal oxide or nitride constituting the control gate. It is composed of a first layer and a second layer made of a self-assembled monolayer.
It is characterized by that.
この本発明の面状素子では、トランジスタのコントロールゲートとフローティングゲートとの間の絶縁層をコントロールゲートを構成する金属の酸化物または窒化物による第1層と自己組織化単分子膜による第2層とにより構成したから、比較的低温で絶縁層を形成することができる。この結果、面状素子を比較的低温で製造可能なものとすることができる。ここで、「樹脂フィルム」には、ポリエチレンナフタレート・フィルムが含まれる。 In the planar element of the present invention, the insulating layer between the control gate and the floating gate of the transistor has a first layer made of a metal oxide or nitride constituting the control gate and a second layer made of a self-assembled monolayer. Therefore, the insulating layer can be formed at a relatively low temperature. As a result, the planar element can be manufactured at a relatively low temperature. Here, the “resin film” includes a polyethylene naphthalate film.
本発明のトランジスタの製造方法は、
金属によって基板に厚めに形成されたコントロールゲートにプラズマを照射して該コントロールゲートの表面に金属酸化物または金属窒化物の皮膜を形成する金属化合物被膜形成工程と、
自己組織化単分子膜を形成する材料が溶かされた溶液に前記金属酸化物または前記金属窒化物の被膜の表面を浸漬することにより、前記金属酸化物または前記金属窒化物の被膜の表面に自己組織化単分子膜を形成する自己組織化単分子膜形成工程と、
前記自己組織化単分子膜の上面にフローティングゲートを形成するフローティングゲート形成工程と、
を備えることを要旨とする。
The manufacturing method of the transistor of the present invention is as follows:
A metal compound film forming step of forming a metal oxide or metal nitride film on the surface of the control gate by irradiating the control gate formed thickly on the substrate with metal;
By immersing the surface of the metal oxide or metal nitride film in a solution in which a material for forming a self-assembled monolayer is dissolved, the surface of the metal oxide or metal nitride film is self-implanted. A self-assembled monolayer forming step for forming an organized monolayer;
A floating gate forming step of forming a floating gate on the upper surface of the self-assembled monolayer;
It is a summary to provide.
この本発明のトランジスタの製造方法では、金属によって基板に厚めに形成されたコントロールゲートにプラズマを照射してコントロールゲートの表面に金属酸化物または金属窒化物の皮膜を形成し、自己組織化単分子膜を形成する材料が溶かされた溶液に金属酸化物または金属窒化物の被膜の表面を浸漬することにより、金属酸化物または金属窒化物の被膜の表面に自己組織化単分子膜を形成し、自己組織化単分子膜の上面にフローティングゲートを形成する。この結果、比較的低温で上述の本発明のトランジスタを製造することができる。 In this transistor manufacturing method of the present invention, a control gate formed thick on a substrate with metal is irradiated with plasma to form a film of metal oxide or metal nitride on the surface of the control gate, and a self-assembled monomolecule By immersing the surface of the metal oxide or metal nitride film in a solution in which the material forming the film is dissolved, a self-assembled monolayer is formed on the surface of the metal oxide or metal nitride film, A floating gate is formed on the upper surface of the self-assembled monolayer. As a result, the above-described transistor of the present invention can be manufactured at a relatively low temperature.
こうした本発明のトランジスタの製造方法において、前記基板は、100℃を超える所定温度で軟化する樹脂により形成された樹脂フィルムであり、前記金属化合物被膜形成工程,前記自己組織化単分子膜形成工程,前記フローティングゲート形成工程は、いずれも100℃以下の温度で行なわれる工程であるものとすることもできる。こうすれば、100℃以下の温度で樹脂フィルムに上述の本発明のトランジスタを製造することができる。ここで、「樹脂フィルム」には、ポリエチレンナフタレート・フィルムが含まれる。 In such a method for producing a transistor of the present invention, the substrate is a resin film formed of a resin that softens at a predetermined temperature exceeding 100 ° C., the metal compound film forming step, the self-assembled monolayer forming step, Any of the floating gate forming steps may be performed at a temperature of 100 ° C. or lower. If it carries out like this, the transistor of the above-mentioned this invention can be manufactured to a resin film at the temperature of 100 degrees C or less. Here, the “resin film” includes a polyethylene naphthalate film.
本発明の面状素子の製造方法は、
前記樹脂フィルム上に前記複数のトランジスタを構成するために金属によって厚めに形成された複数のコントロールゲートにプラズマを照射して該複数のコントロールゲートの表面に金属酸化物または金属窒化物の被膜を形成する金属化合物被膜形成工程と、
自己組織化単分子膜を形成する材料が溶かされた溶液に前記樹脂フィルムを浸漬することにより、前記複数のコントロールゲートに形成された前記金属酸化物または前記金属窒化物の被膜の表面に自己組織化単分子膜を形成する自己組織化単分子膜形成工程と、
前記複数のコントロールゲートに形成された前記自己組織化単分子膜の上面に複数のフローティングゲートを形成するフローティングゲート形成工程と、
を備えることを要旨とする。
The manufacturing method of the planar element of the present invention is as follows:
A plurality of control gates, which are formed thick with metal to form the plurality of transistors on the resin film, are irradiated with plasma to form a metal oxide or metal nitride film on the surface of the plurality of control gates. A metal compound film forming step,
By immersing the resin film in a solution in which a material for forming a self-assembled monolayer is dissolved, self-organization is performed on the surface of the metal oxide or metal nitride film formed on the plurality of control gates. A self-assembled monolayer forming step for forming a monolayer monolayer,
A floating gate forming step of forming a plurality of floating gates on an upper surface of the self-assembled monolayer formed on the plurality of control gates;
It is a summary to provide.
この本発明の面状素子の製造方法では、樹脂フィルム上に複数のトランジスタを構成するために金属によって厚めに形成された複数のコントロールゲートにプラズマを照射して複数のコントロールゲートの表面に金属酸化物または金属窒化物の被膜を形成し、自己組織化単分子膜を形成する材料が溶かされた溶液に樹脂フィルムを浸漬することにより、複数のコントロールゲートに形成された金属酸化物または金属窒化物の被膜の表面に自己組織化単分子膜を形成し、自己組織化単分子膜を形成する材料が溶かされた溶液に樹脂フィルムを浸漬することにより、複数のコントロールゲートに形成された金属酸化物または金属窒化物の被膜の表面に自己組織化単分子膜を形成し、複数のコントロールゲートに形成された自己組織化単分子膜の上面に複数のフローティングゲートを形成する。この結果、比較的低温で上述の本発明の面状素子を製造することができる。ここで、「樹脂フィルム」には、ポリエチレンナフタレート・フィルムが含まれる。 In this planar element manufacturing method of the present invention, a plurality of control gates formed thick with metal are irradiated with plasma to form a plurality of transistors on a resin film, and the surfaces of the plurality of control gates are oxidized with metal. Metal oxides or metal nitrides formed on a plurality of control gates by immersing a resin film in a solution in which a material for forming a self-assembled monolayer is formed. A metal oxide formed on multiple control gates by forming a self-assembled monolayer on the surface of the coating and immersing the resin film in a solution in which the material forming the self-assembled monolayer is dissolved Alternatively, a self-assembled monolayer is formed on the surface of the metal nitride film, and the self-assembled monolayer formed on the plurality of control gates Forming a plurality of floating gates. As a result, the planar element of the present invention described above can be manufactured at a relatively low temperature. Here, the “resin film” includes a polyethylene naphthalate film.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのトランジスタが複数搭載されたフラッシュメモリセルアレー20の構成の概略を示す構成図である。フラッシュメモリセルアレー20は、薄膜フィルム30に形成され、アレー状に配置され互いにNOR型に接続された複数のフラッシュメモリセル40(以下、単にメモリセル40という)と、各メモリセル40への配線60,62とにより構成されている。実施例では、薄膜フィルム30として、曲げ変形が可能で160℃で軟化する厚さ125μmのポリエチレンナフタレート・フィルム(polyethylene naphthalate,PEN)を用いるものとした。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a flash
図2はメモリセル40の回路図であり、図3はメモリセル40の断面の構成の一例を模式的に示す構成図である。メモリセル40は、薄膜フィルム30に形成されたコントロールゲート42と、コントロールゲート42の表面に形成された下部ゲート絶縁膜44と、下部ゲート絶縁膜44上に形成されたフローティングゲート46と、フローティングゲート46の表面に形成された上部ゲート絶縁膜48と、上部ゲート絶縁膜48上に形成されたチャネル層50と、チャネル層50上に形成されたソース電極52およびドレイン電極54とにより構成されている。コントロールゲート42は、比較的導電性の高い金属材料であるアルミニウム(Al)により厚さ18nmに形成され、フローティングゲート46は比較的導電性能が高い金属材料であるアルミニウム(Al)により厚さ16nmに形成されている。また、チャネル層50は、有機半導体であるペンタセン(pentacene)により厚さ50nmに形成されており、ソース電極52,ドレイン電極54は比較的導電性が高い金属材料である金(Au)により厚さ50nmに形成されている。
FIG. 2 is a circuit diagram of the
下部ゲート絶縁膜44は、全体として比較的絶縁性能が高くなるよう構成されており、コントロールゲート42の表面にコントロールゲート42を構成する金属(アルミニウム)の酸化物である酸化アルミニウム(AlO2)により厚さ4nmに形成された下部酸化物層44aと、下部酸化物層44a上にホスホン酸(R−P(=O)(OH)2,Rは有機基)系自己組織化単分子膜(self-assembled monolayer, 以下,SAMという)により厚さ2nmに形成された下部SAM層44bとにより構成されている。
The lower gate insulating film 44 is configured to have relatively high insulation performance as a whole, and is formed of aluminum oxide (AlO 2 ), which is an oxide of metal (aluminum) constituting the control gate 42 on the surface of the control gate 42. A
上部ゲート絶縁膜48は、全体として比較的絶縁性能が高くなるよう構成されており、フローティングゲート46の表面にフローティングゲート46を構成する金属(アルミニウム)の酸化物である酸化アルミニウム(AlO2)により厚さ4nmに形成された上部酸化物層48aと、上部酸化物層48a上にホスホン酸(R−P(=O)(OH)2,Rは有機基)系SAMにより厚さ2nmに形成された上部SAM層48bとにより構成されている。
The upper gate insulating film 48 is configured to have relatively high insulation performance as a whole, and is formed of aluminum oxide (AlO 2 ) that is an oxide of metal (aluminum) constituting the floating
図4は、こうして構成された実施例のメモリセル40の動作特性を説明するための説明図である。図中、横軸は、コントロールゲート42の電圧からソース電極52を減じたゲートソース間電圧Vgsを示し、縦軸は、ドレイン電極54からソース電極52に流れる電流であるドレイン電流Idを示している。実施例では、ドレイン電極54の電圧からソース電極52の電圧を減じたドレインソース間電圧Vdsを−2Vとした。図示するように、ゲートソース間電圧Vgsを3Vから−6Vに変化させる場合よりゲートソース間電圧Vgsを−6Vから3Vに変化させる場合のほうがドレイン電流Idが小さくなっている。すなわち、ゲートソース間電圧Vgsに−6Vを印加するとチャネル層50を流れる電流により生じたキャリアがフローティングゲート46に注入されて閾値電圧が高くなり、ゲートソース間電圧Vgsに3Vを印加するとフローティングゲート46に注入されていたキャリアがトンネル効果によりソースに引き抜かれ閾値電圧が低くなるのである。したがって、こうしたメモリセル40が複数搭載されたフラッシュメモリセルアレー20は、書き込み電圧が−6V,消去電圧が3Vのフラッシュメモリとして機能する。こうしたフラッシュメモリセルアレー20は、曲げ変形が可能であるため、球面などの曲面にも取り付けることができる。さらに、こうしたフラッシュメモリセルアレー20を加圧されると抵抗値が変化する感圧導電ゴムシート(PCRテクニカル製のCSA)に取り付けることにより、フラッシュメモリセルアレー20を感圧導電ゴムシートに加えられた圧力の面分布を記憶する記憶装置として機能させることができる。この場合、各メモリセル40のコントロールゲート42が露出するよう薄膜フィルム30に貫通孔を形成し、貫通孔を金(Au)で埋め込んで接続配線を形成し、形成した接続配線と所定の電圧(例えば、−6V)を印加した感圧導電ゴムシートとを電気的に接続すればよい。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operating characteristics of the
次に、こうしたフラッシュメモリセルアレー20の製造について説明する。図5は、実施例のフラッシュメモリセルアレー20の製造方法の一例を示す製造工程図である。実施例のフラッシュメモリセルアレー20は、薄膜フィルム30に複数のメモリセル40を形成し(工程S1)、その後、メモリセル40への配線60,62を形成する(工程S2)ことにより製造することができる。ここでは、説明のため、最初にメモリセル40の形成工程(工程S1)の詳細を説明し、次に、配線60,62の形成工程(工程S2)の詳細を説明する。
Next, the manufacture of such a flash
メモリセル40の形成工程(工程S1)は、例えば、図6に例示する工程により行なうことができる。メモリセル40の形成では、まず、薄膜フィルム30上にメタルシャドーマスクを蒸着し、アルミニウム(Al)を厚さ22nm真空蒸着(10-3Pa)することによりコントロールゲート42を形成する(ステップS100)。ここでは、真空度が高いほど(圧力が低いほど)、アルミニウム(Al)の表面が平坦になるため、真空度はなるべく高くするほうが望ましい。ステップS100の処理は、100℃以下の温度で行なわれる。なお、ステップS100の処理より後に実行される他の処理において、金属の真空蒸着は、いずれも100℃以下の温度で行なわれるものとした。
The process of forming the memory cell 40 (process S1) can be performed by, for example, the process illustrated in FIG. In forming the
次に、形成したコントロールゲート42に酸素プラズマを照射し(出力100〜150W,照射時間20〜600s)、コントロールゲート42の表面から4nmの部分を酸化アルミニウム(AlO2)膜に変質させて、下部酸化物層44aを形成し(ステップS110)、ホスホン酸(R−P(=O)(OH)2,Rは有機基)系SAMの粉を2−プロパノールに飽和量以上溶かした溶液に下部酸化物層44aを形成した薄膜フィルム30を所定時間(例えば、一晩など)浸漬させて、下部SAM層44bを形成する(ステップS120)。その後、後処理として、浸漬後の薄膜フィルム30を2−プロパノール中でリンスして、窒素(N2)ブローで表面に残留した2−プロパノールを除去し、更にオーブンで乾燥(温度100℃,乾燥時間600s)させる。こうした工程により、下部酸化物層44aおよび下部SAM層44bを100℃以下の比較的低温で形成することができる。
Next, the formed control gate 42 is irradiated with oxygen plasma (output: 100 to 150 W, irradiation time: 20 to 600 s), and a portion of 4 nm from the surface of the control gate 42 is transformed into an aluminum oxide (AlO 2 ) film, The
続いて、下部SAM層44b上にアルミニウム(Al)を厚さ20nm真空蒸着(10-3Pa)することによりフローティングゲート46を形成し(ステップS130)、形成したフローティングゲート46に酸素プラズマを照射して(出力100〜150W,照射時間20〜600s)フローティングゲート46の表面から4nmの部分を酸化アルミニウム(AlO2)膜に変質させて上部酸化物層48aを形成し(ステップS140)、ホスホン酸(R−P(=O)(OH)2,Rは有機基)系SAMの粉を2−プロパノールに飽和量以上溶かした溶液に上部酸化物層48aを形成した薄膜フィルム30を所定時間(例えば、一晩など)浸漬させて上部SAM層48bを形成し(ステップS150)、その後、上述した後処理を実行する。こうした工程により、上部酸化物層48aおよび上部SAM層48bを100℃以下の比較的低温で形成することができる。
Subsequently, a floating
こうして上部SAM層48bを形成したら、上部SAM層48bを形成した薄膜フィルム30上にメタルシャドーマスクを蒸着し、ペンタセンを厚さ50nm真空蒸着(10-4Pa)することによりチャネル層50を形成し(ステップS160)、別のメタルシャドーマスクを蒸着し、金(Au)を厚さ50nm真空蒸着(10-4Pa)することによりチャネル層50上にソース電極52およびドレイン電極54を形成して(ステップS170)、メモリセル40の形成工程を終了する。こうしたメモリセル40の形成工程では、全ての工程が100℃以下の温度で行なわれる。一般に、フラッシュメモリのメモリセルを形成する際には、ゲート絶縁膜などの絶縁層を熱酸化など数百度以上の高温処理により形成するため、PENなど比較的低温で軟化する薄膜フィルムにメモリセルを形成しようとすると、薄膜フィルムの耐熱温度を超えてしまい薄膜フィルムに変形が生じてしまう。実施例では、下部ゲート絶縁膜44,上部ゲート絶縁膜48を100℃以下で形成することができるから、メモリセル40を比較的低温で形成することができ、薄膜フィルム30の変形を抑制することができる。以上、メモリセル40の形成工程を説明した。
After the
配線60,62の形成工程(工程S2)では、まず、メモリセル40上にパリレンをCVD法により厚さ300nm室温で成膜して図示しない封止膜を形成し、形成した封止膜に二酸化炭素(CO2)レーザーで貫通孔(Viaホール)を開け、貫通孔内に金(Au)を真空蒸着(10-4Pa)してソース電極52,ドレイン電極54のそれぞれに接続される電極および配線60,62を形成して、配線60,62の形成工程を終了する。このように、フラッシュメモリセルアレー20を製造する際に全ての工程を100℃以下で行なうことができ、フラッシュメモリセルアレー20を比較的低温で製造することができる。
In the step of forming the
以上説明した実施例のフラッシュメモリセルアレー20によれば、下部ゲート絶縁膜44をコントロールゲート42を構成する金属(アルミニウム)の酸化物により形成された下部酸化物層44aと自己組織化単分子膜により形成された下部SAM層44bとにより構成したから、メモリセル40を比較的低温で製造可能なものとすることができる。また、上部ゲート絶縁膜48をフローティングゲート46を構成する金属(アルミニウム)の酸化物により形成された上部酸化物層48aと自己組織化単分子膜により形成された上部SAM層48bとにより構成したから、上部ゲート絶縁膜48を比較的低温で製造することができ、メモリセル40を比較的低温で製造可能なものとすることができる。また、フラッシュメモリセルアレー20の製造方法によれば、メモリセル40の形成工程において、コントロールゲート42の表面に酸素プラズマを照射して下部酸化物層44aを形成し、ホスホン酸(R−P(=O)(OH)2,Rは有機基)系SAMの粉の溶液に下部酸化物層44aを形成した薄膜フィルム30を所定時間浸漬させて下部SAM層44bを形成することにより、メモリセル40を比較的低温で形成することができる。
According to the flash
実施例のフラッシュメモリセルアレー20では、コントロールゲート42,フローティングゲート46をアルミニウム(Al)により形成するものとしたが、コントロールゲート42,フローティングゲート46を形成する材料としては、例えば、銀(Ag)やタンタル(Ta)など比較的導電性の高い金属材料なら如何なるものを用いてもよい。
In the flash
実施例のフラッシュメモリセルアレー20では、下部酸化物層44a,上部酸化物層48aを酸化アルミニウム(AlO2)により形成するものとしたが、下部酸化物層44a,上部酸化物層48aはコントロールゲートを構成する材料の酸化物または窒化物により形成すればよく、例えば、下部酸化物層44a,上部酸化物層48aを窒化アルミニウム(AlN)により形成するものとしてもよい。
In the flash
実施例のフラッシュメモリセルアレー20では、下部SAM層44b,上部SAM層48bをホスホン酸(R−P(=O)(OH)2,Rは有機基)系SAMにより形成するものとしたが、下部SAM層44b,上部SAM層48bを形成する材料としては、ホスホン酸(R−P(=O)(OH)2,Rは有機基)系SAMに限定されるものではなく、膜の均一性が良好で下部酸化物層44a,上部酸化物層48aとの密着性が良好なSAMであれば如何なるものを用いてもよい。例えば、下部酸化物層44a,上部酸化物層48aがSiO2であるときには、下部SAM層44b,上部SAM層48bを有機シラン系SAMにより形成するものとしてもよい。
In the flash
実施例のフラッシュメモリセルアレー20では、上部ゲート絶縁膜48を上部酸化物層48aと上部SAM層48bとから構成されるものとしたが、上部ゲート絶縁膜48は2層のものに限定されるものではなく、絶縁性の高い絶縁層の1層から構成されるものとしてもよく、絶縁層が3層以上積層されたものとしてもよい。
In the flash
実施例のフラッシュメモリセルアレー20では、チャネル層50をペンタセンにより形成するものとしたが、チャネル層50を形成する材料としては、例えばルブレン(rubrene),テトラセン(tetracene)などの低分子の有機半導体やポリチオフェン(polythiophene, PT),ポリ3ヘキシルチオフェン(Poly-3-hexylthiophene、P3HT)などの高分子の有機半導体など有機半導体であれば如何なるものを用いてもよい。
In the flash
実施例では、本発明をメモリセル40やフラッシュメモリセルアレー20に適用するものとしたが、コントロールゲートとフローティングゲートとを有するタイプのトランジスタや100℃を超える温度で軟化する樹脂により形成された樹脂フィルムにコントロールゲートとフローティングゲートとを有するタイプのトランジスタが複数形成された面状素子などに適用しても構わない。
In the embodiment, the present invention is applied to the
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、トランジスタや面状素子の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of transistors and planar devices.
20 フラッシュメモリセルアレー、30 薄膜フィルム、40 フラッシュメモリセル(メモリセル)、42 コントロールゲート、44 下部ゲート絶縁膜、44a 下部酸化物層、44b 下部SAM層、46 フローティングゲート、48 上部ゲート絶縁膜、48a 上部酸化物層、48b 上部SAM層、50 チャネル層、52 ソース電極、54 ドレイン電極、60,62 配線。 20 flash memory cell array, 30 thin film, 40 flash memory cell (memory cell), 42 control gate, 44 lower gate insulating film, 44a lower oxide layer, 44b lower SAM layer, 46 floating gate, 48 upper gate insulating film, 48a Upper oxide layer, 48b Upper SAM layer, 50 channel layer, 52 source electrode, 54 drain electrode, 60, 62 wiring.
Claims (9)
前記コントロールゲートと前記フローティングゲートとの間の絶縁層が前記コントロールゲートを構成する金属の酸化物または窒化物による第1層と自己組織化単分子膜による第2層とにより構成されてなる、
ことを特徴とするトランジスタ。 A transistor having a control gate and a floating gate,
The insulating layer between the control gate and the floating gate is composed of a first layer made of a metal oxide or nitride constituting the control gate and a second layer made of a self-assembled monolayer.
A transistor characterized by that.
前記コントロールゲートは、100℃を超える所定温度で軟化する樹脂により形成された樹脂フィルムに形成されてなる、
トランジスタ。 The transistor of claim 1, wherein
The control gate is formed on a resin film formed of a resin that softens at a predetermined temperature exceeding 100 ° C.
Transistor.
前記自己組織化単分子膜は、ホスホン酸系の自己組織化単分子膜である、
トランジスタ。 The transistor according to claim 1 or 2, wherein
The self-assembled monolayer is a phosphonic acid-based self-assembled monolayer,
Transistor.
前記コントロールゲートと前記フローティングゲートはアルミニウム(Al)により構成されてなる、
トランジスタ。 A transistor according to any one of claims 1 to 3, comprising:
The control gate and the floating gate are made of aluminum (Al).
Transistor.
半導体材料により形成された半導体層を備え、
前記フローティングゲートと前記半導体層との間の絶縁層が前記フローティングゲートを構成する金属の酸化物または窒化物による第3層と自己組織化単分子膜による第4層とにより構成されてなる、
トランジスタ。 A transistor according to any one of claims 1 to 4, comprising:
Comprising a semiconductor layer formed of a semiconductor material;
The insulating layer between the floating gate and the semiconductor layer is composed of a third layer made of a metal oxide or nitride constituting the floating gate and a fourth layer made of a self-assembled monolayer.
Transistor.
前記複数のトランジスタは、コントロールゲートとフローティングゲートとを有するタイプのトランジスタであり、且つ、前記コントロールゲートと前記フローティングゲートとの間の絶縁層が前記コントロールゲートを構成する金属の酸化物または窒化物による第1層と自己組織化単分子膜による第2層とにより構成されてなる、
ことを特徴とする面状素子。 A planar element in which a plurality of transistors are formed on a resin film formed of a resin that softens at a predetermined temperature exceeding 100 ° C.,
The plurality of transistors are transistors of a type having a control gate and a floating gate, and an insulating layer between the control gate and the floating gate is made of a metal oxide or nitride constituting the control gate. It is composed of a first layer and a second layer made of a self-assembled monolayer.
The planar element characterized by the above-mentioned.
金属によって基板に厚めに形成されたコントロールゲートにプラズマを照射して該コントロールゲートの表面に金属酸化物または金属窒化物の皮膜を形成する金属化合物被膜形成工程と、
自己組織化単分子膜を形成する材料が溶かされた溶液に前記金属酸化物または前記金属窒化物の被膜の表面を浸漬することにより、前記金属酸化物または前記金属窒化物の被膜の表面に自己組織化単分子膜を形成する自己組織化単分子膜形成工程と、
前記自己組織化単分子膜の上面にフローティングゲートを形成するフローティングゲート形成工程と、
を備えるトランジスタの製造方法。 A method of manufacturing a transistor having a control gate and a floating gate,
A metal compound film forming step of forming a metal oxide or metal nitride film on the surface of the control gate by irradiating the control gate formed thickly on the substrate with metal;
By immersing the surface of the metal oxide or metal nitride film in a solution in which a material for forming a self-assembled monolayer is dissolved, the surface of the metal oxide or metal nitride film is self-implanted. A self-assembled monolayer forming step for forming an organized monolayer;
A floating gate forming step of forming a floating gate on the upper surface of the self-assembled monolayer;
A method for manufacturing a transistor comprising:
前記基板は、100℃を超える所定温度で軟化する樹脂により形成された樹脂フィルムであり、
前記金属化合物被膜形成工程,前記自己組織化単分子膜形成工程,前記フローティングゲート形成工程は、いずれも100℃以下の温度で行なわれる工程である、
トランジスタの製造方法。 A method of manufacturing a transistor according to claim 7,
The substrate is a resin film formed of a resin that softens at a predetermined temperature exceeding 100 ° C.,
The metal compound film forming step, the self-assembled monolayer forming step, and the floating gate forming step are all performed at a temperature of 100 ° C. or less.
A method for manufacturing a transistor.
前記樹脂フィルム上に前記複数のトランジスタを構成するために金属によって厚めに形成された複数のコントロールゲートにプラズマを照射して該複数のコントロールゲートの表面に金属酸化物または金属窒化物の被膜を形成する金属化合物被膜形成工程と、
自己組織化単分子膜を形成する材料が溶かされた溶液に前記樹脂フィルムを浸漬することにより、前記複数のコントロールゲートに形成された前記金属酸化物または前記金属窒化物の被膜の表面に自己組織化単分子膜を形成する自己組織化単分子膜形成工程と、
前記複数のコントロールゲートに形成された前記自己組織化単分子膜の上面に複数のフローティングゲートを形成するフローティングゲート形成工程と、
を備える面状素子の製造方法。 A method of manufacturing a planar element in which a plurality of transistors are formed on a resin film formed of a resin that softens at a predetermined temperature exceeding 100 ° C.,
A plurality of control gates, which are formed thick with metal to form the plurality of transistors on the resin film, are irradiated with plasma to form a metal oxide or metal nitride film on the surface of the plurality of control gates. A metal compound film forming step,
By immersing the resin film in a solution in which a material for forming a self-assembled monolayer is dissolved, self-organization is performed on the surface of the metal oxide or metal nitride film formed on the plurality of control gates. A self-assembled monolayer forming step for forming a monolayer monolayer,
A floating gate forming step of forming a plurality of floating gates on an upper surface of the self-assembled monolayer formed on the plurality of control gates;
A method for manufacturing a planar element comprising:
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