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NONVOLATILE MEMORY CELL, NONVOLATILE MEMORY AND CONTROL METHOD OF NONVOLATILE MEMORY CELL commons

Patent code P08P005900
File No. N071P48
Posted date Mar 27, 2009
Application number P2007-228386
Publication number P2009-060059A
Patent number P5207024
Date of filing Sep 3, 2007
Date of publication of application Mar 19, 2009
Date of registration Mar 1, 2013
Inventor
  • (In Japanese)鯉沼 秀臣
  • (In Japanese)伊高 健治
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title NONVOLATILE MEMORY CELL, NONVOLATILE MEMORY AND CONTROL METHOD OF NONVOLATILE MEMORY CELL commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile memory cell capable of electrically obtaining operation of a nonvolatile memory in simple structure by means of an organic transistor, nonvolatile memory and control method of the nonvolatile memory cell.
SOLUTION: A nonvolatile memory cell 1 includes a channel 5 constituted of an organic semiconductor, a gate insulating film 3 and a transistor structure constituted of a gate electrode, a source electrode and a drain electrode, and a trap 8 of carrier is formed on or near an interface of the channel 5 and the gate insulating film 3. In particular, the channel 5 is constituted of fullerene and the gate insulating film 3 is constituted of an inorganic substance such as alumina or silicon dioxide, thereby obtaining the nonvolatile memory cell 1 in which writing, deleting and reading can electrically be performed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、有機半導体を用いたデバイスの進歩は目覚しいものがあり、有機半導体薄膜をチャンネルとする電界効果トランジスタ(以下、単にFETと呼ぶ)や有機半導体薄膜を発光層とした発光素子の研究が鋭意進められている(非特許文献1参照)。これらのFETは大部分がp型FETであり、n型FETの報告例は少ない(非特許文献2参照)が、n型FETに用いられる有機半導体として、フラーレン(C60)が注目されている(非特許文献3参照)。



SiFETを用いた不揮発メモリは様々な用途に使用されており、重要な電子素子である(非特許文献4参照)。有機半導体を用いた不揮発性メモリとしては、強誘電性や焦電性を有する材料で記憶層を形成したメモリなどの研究が行われている(非特許文献5参照)。



【非特許文献1】
電気学会編、「柔構造有機エレクトロニクス」、オーム社、2007年3月発行、pp.107-174
【非特許文献2】
Lay- Lay Chua 他6名,“General observation of n-type field-effect behaviour in organic semiconductors”, Nature, Vol.434, pp.194-199, 2005
【非特許文献3】
Kenji Itaka 他7名,“High-Mobility C60 Field-Effect Transistors Fabricated on Molecular-Wetting Controlled Substrates”,Adv. Mat., Vol.18, pp.1713-1716, 2006
【非特許文献4】
西澤潤一編、「半導体研究第36巻、超LSI技術16 デバイスとプロセス その6」、工業調査会、1992年8月5日発行、pp.41-74
【非特許文献5】
Yang Yang 他2名,“Organic Thin-Film Memory”, MRS BULLETIN, pp.833837, November 2004

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、有機半導体を用いた不揮発性記憶素子及び不揮発性メモリ並びに不揮発性記憶素子の制御方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
有機半導体からなるチャンネルとチャンネルに接して設けられたゲート絶縁膜とゲート絶縁膜に設けられたゲート電極とチャンネルに接して設けられたソース電極及びドレイン電極とからなるトランジスタ構造を有し、
上記チャンネルは、C60又はC70からなり、
上記ゲート絶縁膜が無機物からなり、
上記チャンネルとゲート絶縁膜との界面又は該界面の上記チャンネル側の表面若しくはゲート絶縁膜の表面に、キャリアのトラップが形成されていることを特徴とする、不揮発性記憶素子。

【請求項2】
 
前記無機物は、二酸化シリコン(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化ジルコニウム(ZrO)の何れかであることを特徴とする、請求項1に記載の不揮発性記憶素子。

【請求項3】
 
前記不揮発性記憶素子が、基板上に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の不揮発性記憶素子。

【請求項4】
 
複数の不揮発性記憶素子のそれぞれがマトリクスの交点に配置され、各行のドレイン電極はビット線に接続され、各列のゲート電極がワード線に接続されており、
上記不揮発性記憶素子は、有機半導体からなるチャンネルとゲート絶縁膜とゲート電極とソース電極とドレイン電極と、からなるトランジスタ構造を有し、
上記チャンネルは、C60又はC70からなり、
上記ゲート絶縁膜が無機物からなり、
上記チャンネルとゲート絶縁膜との界面又は該界面の上記チャンネル側の表面若しくはゲート絶縁膜の表面に、キャリアのトラップが形成されていることを特徴とする、不揮発性メモリ。

【請求項5】
 
前記無機物は、二酸化シリコン(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化ジルコニウム(ZrO)の何れかであることを特徴とする、請求項4に記載の不揮発性メモリ。

【請求項6】
 
前記不揮発性メモリが、基板上に形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の不揮発性メモリ。

【請求項7】
 
請求項1または4に記載の不揮発性記憶素子の書き込みは、ソース電極が接地され、ドレイン電極及びゲート電極に高電圧が印加されて行われることを特徴とする、不揮発性記憶素子の制御方法。

【請求項8】
 
請求項1または4に記載の不揮発性記憶素子の消去は、ドレイン電極が開放され、ゲート電極には負の電圧が印加され、ソース電極には正の電圧が印加されて行われることを特徴とする、不揮発性記憶素子の制御方法。

【請求項9】
 
請求項1または4に記載の不揮発性記憶素子の読み出しは、ソース電極が接地され、ドレイン電極及びゲート電極に書き込み時よりも低い電圧が印加されて行われることを特徴とする、不揮発性記憶素子の制御方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007228386thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Development of Advanced Nanostructured Materials for Energy Conversion and Storage AREA
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