非挥发性存储器元件的问题在于外加电压高。这是因为载流子需要通过绝缘膜借助隧道效应注入到浮动栅内。另外，存在因进行这种载流子注入劣化绝缘膜的担心。本发明专利技术的目的是提供其中外加电压降低并防止绝缘膜劣化的存储器。一个特征是使用其中混合具有电荷传输复合体的无机化合物与有机化合物的层作为充当存储器的浮动栅的材料。具体实例是具有晶体管结构的元件，在所述晶体管结构内，混合具有电荷传输复合体的无机化合物与有机化合物且夹在绝缘层之间的层用作浮动栅。
【技术实现步骤摘要】
本申请是中国专利申请200580042901. 6的分案申请。本专利技术涉及具有记忆功能的。
技术介绍
具有浮动栅(floating gate)的非挥发性半导体存储器甚至当关闭电源时可保留 一些信息。在这种非挥发性半导体存储器中，重要的是控制覆盖浮动栅的绝缘膜的厚度。例 如，具有通过形成电容器绝缘膜和按序形成传导膜，从而形成非挥发性半导体存储器的方 法(参考文献1 日本专利特开No. 2004-140413)。作为存储器元件，开发了具有有机半导体的元件(参考文献2:日本专利特开 No. 2004-47791)。参考文献2公开了一种开关存储器元件，它包括显示出磁滞特性的有机 半导体存储器层和半导体二极管层。
技术实现思路
然而，在参考文献1中，操作存储器的外加电压高。这是因为待储存的电荷(载流 子)需要通过绝缘膜借助隧道效应注入到浮动栅内。另外，存在因进行这种载流子注入劣 化绝缘膜的担心。在参考文献2中，没有考虑外加电压的高度。本专利技术的目的是提供一种半导体器件，其中通过与参考文献1和2中的那些不同 的结构来降低外加电压，一种具有该半导体器件的存储器或类似物，及其制造方法。鉴于上述目的，本专利技术的一个特征是使用其中混合具有电荷传输复合体 (complex)的无机化合物和有机化合物的层(也称为混合层)作为充当存储器的浮动栅的 层。具体实例是使用其中混合具有电荷传输复合体的无机化合物和有机化合物且夹在绝缘 层之间的层作为浮动栅的半导体器件。下文说明本专利技术更具体的结构。尽管在本专利技术中，金属氧化物、金属氮化物或金属 氮氧化物可用于具有电荷传输复合体的无机化合物上，但将描述使用金属氧化物的专利技术。本专利技术的半导体器件的一个特征是包括栅电极，在栅电极上形成的栅绝缘膜，在 栅绝缘膜上形成的半导体膜，和在栅电极和半导体层之间的、当施加电压到栅电极上时发 生电荷分离的层。本专利技术的半导体器件的另一特征是包括栅电极，在栅电极上以栅绝缘膜形式形成 的第一绝缘层，在第一绝缘层上形成的半导体膜，和其中金属氧化物与有机化合物混合的 层，和其中在第一绝缘层上按序形成的第二绝缘层，其中金属氧化物是氧化钒、氧化钼、氧 化铌、氧化铼、氧化钨、氧化钌、氧化钛、氧化铬、氧化锆、氧化铪和氧化钽中的任何一种。本专利技术的半导体器件的另一特征是包括栅电极，在栅电极上以栅绝缘膜形式形成 的第一绝缘层，在第一绝缘层上形成的半导体膜，和第一有机化合物层，其中金属氧化物与 第二有机化合物混合层，和在第一绝缘层上按序层压的第二绝缘层，其中金属氧化物是氧化钒、氧化钼、氧化铌、氧化铼、氧化钨、氧化钌、氧化钛、氧化铬、氧化锆、氧化铪和氧化钽中 的任何一种。在本专利技术中，半导体膜可以是有机半导体膜或者无机半导体膜。本专利技术提供制造半导体器件的方法，它的一个特征是包括下述步骤形成栅电极， 形成在栅电极上形成的栅绝缘膜，在栅绝缘膜上形成的半导体膜，和在栅电极和半导体层 之间形成的、当施加电压到栅电极上时发生电荷分离的层。其中发生电荷分离的层是具有电荷_传输复合体的层，和电荷_传输复合体是指 充当电子接收材料的电荷-传输复合体。作为其具体实例，可使用属于周期表第4-12族的 任何一种过渡金属的氧化物。在它们当中，属于周期表第4-8族的过渡金属的许多氧化物 具有较高的电子接收性能。特别优选氧化钒、氧化钼、氧化铌、氧化铼、氧化钨、氧化钌、氧化 钛、氧化铬、氧化锆、氧化铪或氧化钽。注意优选通过共蒸发方法形成其中电荷_传输复合体与有机化合物混合的层。因 此，其中具有电荷-传输复合体的无机化合物与有机化合物混合的层可以是它们的混合层 或其层压体。注意半导体器件包括薄膜晶体管或者使用该薄膜晶体管的电子器件。另外，使用 有机半导体的半导体器件被称为有机半导体器件，且有机半导体器件包括有机薄膜晶体管 或使用该有机薄膜晶体管的电子器件。根据本专利技术，在其中具有电荷-传输复合体的无机化合物与有机化合物混合的层 内容易发生电荷分离。因此，混合层、绝缘体和导体可构成电容器，且因电荷将储存在电容 器内导致出现磁滞现象。可形成这一特征应用到其上的新的存储器元件。另外，可通过使用其中容易发生电荷分离的这种层作为浮动栅来降低外加电压。 因此，当本专利技术的有机半导体器件用作存储器或者类似物时，可降低用该存储器安装的电 子器件的功耗。此外，由于载流子没有注入到本专利技术的绝缘膜内，因此可防止绝缘膜的劣化。附图简述图1A-1D是显示本专利技术的有机半导体器件的制造工艺的截面视图。图2A-2C是显示本专利技术的有机半导体器件的制造工艺的截面视图。图3A和3B是本专利技术绝缘膜的截面视图。图4是本专利技术的半导体器件的截面视图。图5示出了使用本专利技术的有机薄膜半导体器件的存储器。图6A-6D示出了使用本专利技术的有机半导体器件的电子器件。图7A-7D是显示在本专利技术的绝缘膜内电荷分离的示意图。图8A和8B是本专利技术的绝缘膜的截面视图。图9是具有本专利技术的绝缘膜的半导体器件的V-I预测图表。参考标记的说明100基底；101栅电极；102a绝缘层；102b绝缘层；103层；103a有机化合物层；104b 有机化合物层；105半导体膜；106a源电极；106b漏电极；130a电容器元件；130b电容器 元件；130c电容器元件；141基础膜；145半导体膜；146绝缘膜；147绝缘膜；201元件存储 器；202存储器单元阵列；202解码器；204选择器；205电路；206存储器单元；207有机薄膜晶体管；9101主体；9102显示部分；9401主体；9402显示部分；9501主体；9502显示部分； 9541支持件；9542显示部分和9543集成电路芯片。 实施本专利技术的最佳模式下文将参考附图说明本专利技术的实施方案模式。然而，本专利技术可按照许多不同模式 来进行。本领域的普通技术人员容易了解在没有脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可各 种各样地变化本专利技术的模式和细节。因此，本专利技术不应当被解释为限制到下述实施方案模 式的细节上。注意在附图当中，为了说明实施方案的模式，使用相同的参考数字表示相同 的部分或者具有类似功能的部分，并省去反复的说明。(实施方案模式1)在这一实施方案模式中，说明了制造有机半导体器件，具体地有机薄膜晶体管的 方法，其中所述有机薄膜晶体管具有其中具有电荷传输复合体的无机化合物与有机化合物 混合的层。正如图IA所示，制备具有绝缘表面的基底100。例如，硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻 璃或类似物的玻璃基底，石英基底、不锈钢(SUS)基底或类似物可用作基底100。另外，可使 用由柔性合成树脂形成的基底，例如以PET (聚对苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二 酯)或PES(聚醚砜)或丙烯酸为典型代表的塑料，这是因为在制造本专利技术的有机半导体器 件的方法中不要求高温处理。可在基底100上形成基础膜。形成基础膜，以防止夹带在基底100内的碱金属或 碱土金属，例如Na扩散并负面影响半导体元件的性能。例如，氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或 类似物的绝缘膜可用作基础膜。以下说明在基底100上形成栅电极101的步骤。首先，形成充当栅电极101的传 导膜。该传导膜可具有单层结构或层压结构。在层压结构的情况下，例如，第一传导膜和 第二传导膜各自可由Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体器件，它包括：栅电极；邻近栅电极形成的第一绝缘层；邻近栅电极形成的其中金属氧化物与有机化合物混合的混合层及第一绝缘层介于其间；邻近混合层形成的第二绝缘层；和邻近混合层形成的半导体层及第二绝缘层介于其间；其中当施加电压到栅电极上时，在该混合层内出现电荷分离。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：古川忍，今林良太，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP
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