JP2007134354A - Organic ferroelectric capacitor and manufacturing method thereof, organic ferroelectric memory, and electronic equipment - Google Patents

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Hiroshi Takiguchi
宏志 瀧口
Junichi Karasawa
潤一 柄沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an organic ferroelectric capacitor that can be driven by a low voltage by using an organic ferroelectric material, and to provide the organic ferroelectric capacitor and an organic ferroelectric memory. <P>SOLUTION: The manufacturing method comprises a process for forming a lower electrode 3; a process for applying a liquid material 4A containing an organic ferroelectric material having crystallinity onto the lower electrode 3 for drying, and forming a low-crystallization film 4B mainly composed of an amorphous organic ferroelectric material while the film 4B has a degree of crystallization that is lower than that of a recording layer 4; a process for forming an upper electrode 5 on a surface at a side opposite to the lower electrode 3 of the film 4B having a low degree of crystallization; and a process for forming the recording layer 4 by crystallizing the organic ferroelectric material in the low-crystallization film 4B. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機強誘電体キャパシタの製造方法、有機強誘電体キャパシタ、有機強誘電体メモリ、および電子機器に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor, an organic ferroelectric capacitor, an organic ferroelectric memory, and an electronic device.

不揮発性のメモリとしては、強誘電体材料により構成された強誘電体層を一対の電極（上部電極および下部電極）で挟持した構成したキャパシタを備えるものが知られている（例えば、非特許文献１参照。）
このようなメモリにあっては、１対の電極間に電圧を印加することにより、強誘電体層内において分極状態を生じさせ、データの書き込みおよび読み出しがなされる。このような分極状態は双安定であり、電圧の印加停止後においても保持されるので、かかるメモリは不揮発性のメモリとして用いることができる。 Non-volatile memories are known that include a capacitor in which a ferroelectric layer made of a ferroelectric material is sandwiched between a pair of electrodes (upper electrode and lower electrode) (for example, non-patent literature) (See 1)
In such a memory, by applying a voltage between a pair of electrodes, a polarization state is generated in the ferroelectric layer, and data is written and read. Such a polarization state is bistable and is retained even after the voltage application is stopped, so that such a memory can be used as a nonvolatile memory.

また、非特許文献１にかかるメモリのキャパシタは、フレキシブル化を図ることなどを目的として、強誘電体材料として有機強誘電体材料を用いている。特に、非特許文献１では、メモリの特性向上などの目的から、有機強誘電体材料の結晶化薄膜を用いている。
そのため、有機強誘電体材料を用いた強誘電体層を形成するに際しては、結晶性を制御することが容易でない蒸着法などの気相薄膜形成プロセスよりも、有機強誘電体材料を含む液体を用いた、スピンコート法などの液相薄膜形成プロセスと結晶化プロセスの組み合わせの方が適している。 In addition, the memory capacitor according to Non-Patent Document 1 uses an organic ferroelectric material as a ferroelectric material for the purpose of flexibility. In particular, Non-Patent Document 1 uses a crystallized thin film of an organic ferroelectric material for the purpose of improving memory characteristics.
Therefore, when forming a ferroelectric layer using an organic ferroelectric material, a liquid containing an organic ferroelectric material is used rather than a vapor-phase thin film forming process such as a vapor deposition method in which it is not easy to control crystallinity. A combination of a liquid phase thin film forming process such as a spin coating method and a crystallization process is more suitable.

例えば、非特許文献１では、かかる液体を下部電極上に塗布し、これを乾燥・結晶化して強誘電体層を形成した後、この強誘電体層上に上部電極を形成する。このような液体を用いて強誘電体層を形成することは、気相薄膜形成プロセスのように大型の真空装置を使用することなく、常温常圧に近い条件下で行うことができるので、有機強誘電体キャパシタの製造時における省エネルギー化・低コスト化をもたらす。   For example, in Non-Patent Document 1, such a liquid is applied on the lower electrode, dried and crystallized to form a ferroelectric layer, and then the upper electrode is formed on the ferroelectric layer. Forming a ferroelectric layer using such a liquid can be performed under conditions close to room temperature and normal pressure without using a large vacuum apparatus as in the vapor phase thin film formation process. This leads to energy saving and cost reduction in the production of ferroelectric capacitors.

しかしながら、非特許文献１にかかる有機強誘電体キャパシタの製造方法では、強誘電体層を形成したときに、強誘電体層の下部電極と反対側の面に有機強誘電体の結晶化に伴う表面凹凸が形成されてしまう。この現象による表面凹凸は強誘電体層の厚さが変わっても大きく変化することが無いため、強誘電体層の厚さが薄くなる程、悪影響が顕著になる。   However, in the method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to Non-Patent Document 1, when the ferroelectric layer is formed, the organic ferroelectric is crystallized on the surface opposite to the lower electrode of the ferroelectric layer. Surface irregularities are formed. The surface unevenness due to this phenomenon does not change greatly even if the thickness of the ferroelectric layer is changed. Therefore, as the thickness of the ferroelectric layer is reduced, the adverse effect becomes more significant.

すなわち、結晶化した強誘電体層上に上部電極を形成して得られる有機強誘電体キャパシタでは強誘電体層の膜厚を薄くすると、強誘電体層の表面凹凸により、部分的に上部電極と下部電極が非常に接近し、時には接触する部分が形成され、リーク電流の増加や、上部電極と下部電極との間でのショートを招く恐れがある。また、有機強誘電体を溶かしている有機溶媒の揮発過程において、気相となった溶媒の通り道として形成されるピンホールなどもリーク電流の増加や上部電極と下部電極のショートを引き起こす要因となる。   That is, in the organic ferroelectric capacitor obtained by forming the upper electrode on the crystallized ferroelectric layer, when the thickness of the ferroelectric layer is reduced, the upper electrode is partially formed by the surface irregularities of the ferroelectric layer. And the lower electrode are very close to each other, and sometimes a contact portion is formed, which may cause an increase in leakage current and a short circuit between the upper electrode and the lower electrode. In addition, in the process of volatilization of the organic solvent that dissolves the organic ferroelectric, pinholes formed as a passage for the solvent in the gas phase also cause an increase in leakage current and a short circuit between the upper electrode and the lower electrode. .

フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、あるいはフッ化ビニリデンの重合体に代表される有機強誘電体は、一般に抗電界が非常に高く、低電圧駆動化を図るためには、有機強誘電体薄膜の膜厚さを極めて薄くすることが必要とされる。ところが、上に述べた理由等により、これまで、強誘電体層の膜厚を非常に薄くすることによる有機強誘電体キャパシタの低電圧駆動化は、大変に困難であった。   Organic ferroelectrics represented by a copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene or a polymer of vinylidene fluoride generally have a very high coercive electric field. It is necessary to make the dielectric thin film very thin. However, for the reasons described above, it has been very difficult to drive an organic ferroelectric capacitor at a low voltage by making the thickness of the ferroelectric layer very thin.

J.Appl.Phys., Vol.89, No.5, pp.2613-16J.Appl.Phys., Vol.89, No.5, pp.2613-16

本発明の目的は、有機強誘電体材料を用い、低電圧駆動化を図ることができる有機強誘電体キャパシタの製造方法、有機強誘電体キャパシタ、有機強誘電体メモリ、および電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an organic ferroelectric capacitor manufacturing method, an organic ferroelectric capacitor, an organic ferroelectric memory, and an electronic apparatus that can be driven at a low voltage using an organic ferroelectric material. There is.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法は、結晶性を有する有機強誘電体材料を主材料として構成された記録層を第１の電極と第２の電極との間に介在してなる有機強誘電体キャパシタを製造する方法であって、
前記第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極上に、前記有機強誘電体材料を含む液状材料を塗布・乾燥して、前記記録層の最終結晶化度よりも低い結晶化度で、前記有機強誘電体材料を主材料として構成された低結晶化度膜を形成する工程と、
前記低結晶化度膜の前記第１の電極と反対側の面上に、前記第２の電極を形成する工程と、
前記低結晶化度膜中の前記有機強誘電体材料を結晶化して、前記記録層を形成する工程とを有することを特徴とする。 Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for producing an organic ferroelectric capacitor according to the present invention comprises an organic layer in which a recording layer composed mainly of an organic ferroelectric material having crystallinity is interposed between a first electrode and a second electrode. A method of manufacturing a ferroelectric capacitor, comprising:
Forming the first electrode;
A liquid material containing the organic ferroelectric material is applied and dried on the first electrode, and the organic ferroelectric material is used as a main material at a crystallinity lower than the final crystallinity of the recording layer. Forming a low crystallinity film configured as:
Forming the second electrode on a surface opposite to the first electrode of the low crystallinity film;
And crystallization of the organic ferroelectric material in the low crystallinity film to form the recording layer.

このような本発明によれば、低結晶化度膜には結晶粒の成長による表面凹凸が殆ど無いため、低結晶化度膜の第１の電極と反対側の面を非常に平滑なものとすることができる。このような平滑な面上に第２の電極を形成するので、低結晶化度膜と第２の電極との間の界面を極めて平滑にすることができる。上部電極である第２の電極の材料が有機強誘電体の結晶化温度以下で安定であれば、有機強誘電体層を結晶化する工程の際、低結晶化度膜と第２の電極との界面は平滑なまま保持される。結果として、結晶の粒成長による表面凹凸の発生が抑制され、得られる記録層と第２の電極との間の界面が極めて平滑になる。そのため、記録層である有機強誘電体層の膜厚を薄くして、有機強誘電体キャパシタの低電圧駆動を図ることができる。   According to the present invention, since the low crystallinity film has almost no surface unevenness due to the growth of crystal grains, the surface opposite to the first electrode of the low crystallinity film is very smooth. can do. Since the second electrode is formed on such a smooth surface, the interface between the low crystallinity film and the second electrode can be made extremely smooth. If the material of the second electrode, which is the upper electrode, is stable below the crystallization temperature of the organic ferroelectric, the low crystallinity film and the second electrode can be used in the step of crystallizing the organic ferroelectric layer. This interface is kept smooth. As a result, the occurrence of surface irregularities due to crystal grain growth is suppressed, and the interface between the resulting recording layer and the second electrode becomes extremely smooth. Therefore, it is possible to drive the organic ferroelectric capacitor at a low voltage by reducing the film thickness of the organic ferroelectric layer as the recording layer.

また、この本発明では、大型の真空装置を用いる気相薄膜形成プロセスに比べてエネルギーをあまり必要とせず、比較的低温条件で簡易なプロセスにより有機強誘電体キャパシタを形成することができる。そのため、製造装置の低コスト化を図ることができるとともに、有機強誘電体キャパシタ、さらには有機強誘電体メモリを構成する材料の選択の幅が広がる。   Further, in the present invention, less energy is required than the vapor phase thin film forming process using a large vacuum apparatus, and the organic ferroelectric capacitor can be formed by a simple process at a relatively low temperature. Therefore, the cost of the manufacturing apparatus can be reduced, and the range of selection of materials constituting the organic ferroelectric capacitor and further the organic ferroelectric memory is widened.

本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法は、結晶性を有する有機強誘電体材料を主材料として構成された記録層を第１の電極と第２の電極との間に介在してなる有機強誘電体キャパシタを製造する方法であって、
前記第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極上に、結晶状態の前記有機強誘電体材料を主材料として構成された結晶化膜を形成する工程と、
前記結晶化膜の前記第１の電極と反対側の面上に、前記有機強誘電体材料を含む液状材料を塗布・乾燥して、前記記録層の最終結晶化度よりも低い結晶化度で、前記有機強誘電体材料を主材料として構成された低結晶化度膜を形成する工程と、
前記低結晶化度膜の前記結晶膜と反対側の面上に、前記第２の電極を形成する工程と、
前記低結晶化度膜中の前記有機強誘電体材料を結晶化するとともに前記結晶化膜と一体化して、前記記録層を形成する工程とを有することを特徴とする。 The method for producing an organic ferroelectric capacitor according to the present invention comprises an organic layer in which a recording layer composed mainly of an organic ferroelectric material having crystallinity is interposed between a first electrode and a second electrode. A method of manufacturing a ferroelectric capacitor, comprising:
Forming the first electrode;
Forming a crystallized film composed mainly of the organic ferroelectric material in a crystalline state on the first electrode;
A liquid material containing the organic ferroelectric material is applied and dried on the surface of the crystallized film opposite to the first electrode, and the crystallinity is lower than the final crystallinity of the recording layer. Forming a low crystallinity film composed mainly of the organic ferroelectric material;
Forming the second electrode on a surface of the low crystallinity film opposite to the crystal film;
And crystallization of the organic ferroelectric material in the low crystallinity film and integration with the crystallized film to form the recording layer.

このような本発明によれば、結晶化膜の上方に形成した低結晶化度膜には結晶粒の成長による表面凹凸が殆ど無いため、低結晶化度膜の第１の電極と反対側の面を平滑なものとすることができる。このような平滑な面上に第２の電極を形成するので、低結晶化度膜と第２の電極との間の界面を極めて平滑にすることができる。そして、このような状態で非晶質層を結晶化するので、結晶の粒成長による表面凹凸の発生を防止して、得られる記録層と第２の電極との間の界面も極めて平滑にすることができる。そのため、記録層の膜厚を薄くして、有機強誘電体キャパシタの低電圧駆動を図ることができる。また、第１の電極上に形成された結晶膜上に低結晶化度膜を形成し、これらを低結晶化度膜の結晶化により一体的に記録層とするので、記録層のリーク電流やショートをより確実に防止することができる。
また、この本発明でも、比較的低温で簡易なプロセスにより有機強誘電体キャパシタを形成することができる。そのため、製造装置の低コスト化を図ることができるとともに、有機強誘電体キャパシタ、さらには有機強誘電体メモリを構成する材料の選択の幅が広がる。 According to the present invention, since the low crystallinity film formed above the crystallized film has almost no surface unevenness due to the growth of crystal grains, the low crystallinity film on the side opposite to the first electrode is provided. The surface can be smooth. Since the second electrode is formed on such a smooth surface, the interface between the low crystallinity film and the second electrode can be made extremely smooth. Since the amorphous layer is crystallized in such a state, generation of surface irregularities due to crystal grain growth is prevented, and the interface between the obtained recording layer and the second electrode is also made extremely smooth. be able to. Therefore, it is possible to reduce the film thickness of the recording layer and drive the organic ferroelectric capacitor at a low voltage. In addition, a low crystallinity film is formed on the crystal film formed on the first electrode, and these are integrally formed into a recording layer by crystallization of the low crystallinity film. Short circuit can be prevented more reliably.
Also in the present invention, an organic ferroelectric capacitor can be formed by a simple process at a relatively low temperature. Therefore, the cost of the manufacturing apparatus can be reduced, and the range of selection of materials constituting the organic ferroelectric capacitor and further the organic ferroelectric memory is widened.

本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法では、前記第１の電極を形成する工程では、前記第１の電極を基板上に形成することが好ましい。
これにより、第１の電極は基板により支持される。従って、第１の薄膜形態の電極を基板上に形成することができる。そのため、基板として、プラスチックフィルム等のフレキシブルな樹脂基板を用いる事により、有機強誘電体キャパシタをフレキシブルなものとすることができる。 In the method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to the present invention, it is preferable that the first electrode is formed on a substrate in the step of forming the first electrode.
Thereby, the first electrode is supported by the substrate. Therefore, the first thin film electrode can be formed on the substrate. Therefore, the organic ferroelectric capacitor can be made flexible by using a flexible resin substrate such as a plastic film as the substrate.

本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法では、前記低結晶化度膜を結晶化するに際して、前記低結晶化度膜に対し熱処理を施すことにより、前記結晶化を行うことが好ましい。
これにより、低結晶化度膜内の有機強誘電体材料を効率的に結晶化することができる。
本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法では、前記低結晶化度膜を結晶化するに際して、前記結晶化のための処理とともに、前記低結晶化度膜に電界を印加することが好ましい。
これにより、得られる記録層内の有機強誘電体材料の結晶方位を揃えることができる。そのため、得られる有機強誘電体キャパシタでは、有機強誘電体の分極軸の方位のゆらぎによる分極のロスを低減することができる。すなわち、得られる記録層内の有機強誘電体材料の分極軸方向を、できるだけ第１の電極と第２の電極との対向方向（第１の電極の面および第２の電極の面に直角な方向）に揃えることができるので、得られる有機強誘電体キャパシタでは、分極反転の応答性の向上を図るとともに、ヒステリシス曲線における角型性を優れたものとすることができる。 In the method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to the present invention, it is preferable that the crystallization is performed by heat-treating the low crystallinity film when the low crystallinity film is crystallized.
Thereby, the organic ferroelectric material in the low crystallinity film can be efficiently crystallized.
In the method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to the present invention, it is preferable to apply an electric field to the low crystallinity film together with the treatment for crystallization when the low crystallinity film is crystallized.
Thereby, the crystal orientation of the organic ferroelectric material in the obtained recording layer can be made uniform. Therefore, in the obtained organic ferroelectric capacitor, it is possible to reduce the loss of polarization due to the fluctuation of the orientation of the polarization axis of the organic ferroelectric. That is, the polarization axis direction of the organic ferroelectric material in the obtained recording layer is set to be opposite to the first electrode and the second electrode as much as possible (perpendicular to the surfaces of the first electrode and the second electrode). Therefore, in the obtained organic ferroelectric capacitor, the response of polarization inversion can be improved and the squareness in the hysteresis curve can be improved.

本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法では、前記電界の印加は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加することにより行うことが好ましい。
これにより、別途電極を用意することなく、簡単に低結晶化膜に電界を印加することができる。
本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法では、前記記録層の膜厚は、５〜５００ｎｍであることが好ましい。
これにより、記録層でのリーク電流やショートの発生をより確実に防止しつつ、有機強誘電体キャパシタの低電圧駆動化を図ることができる。 In the method for producing an organic ferroelectric capacitor of the present invention, it is preferable that the electric field is applied by applying a voltage between the first electrode and the second electrode.
Thereby, an electric field can be easily applied to the low crystallized film without preparing a separate electrode.
In the method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to the present invention, the recording layer preferably has a thickness of 5 to 500 nm.
As a result, the organic ferroelectric capacitor can be driven at a low voltage while more reliably preventing the occurrence of a leakage current or a short circuit in the recording layer.

本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法では、前記有機強誘電体材料は、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンの重合体のうちの１種を単独または２種を組み合わせたものであることが好ましい。
これにより、簡単かつ確実に、有機強誘電体キャパシタの強誘電性を得ることができる。
本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法では、前記液状材料は、前記有機強誘電体材料を溶媒に溶解したものであることが好ましい。
これにより、基板への有機強誘電体材料の形成を容易なものとするとともに、膜厚の均一な低結晶化度膜を比較的簡単に得ることができる。 In the method for producing an organic ferroelectric capacitor of the present invention, the organic ferroelectric material may be one or two of a copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene and a polymer of vinylidene fluoride. It is preferable that these are combined.
Thereby, the ferroelectricity of the organic ferroelectric capacitor can be obtained easily and reliably.
In the method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to the present invention, the liquid material is preferably one obtained by dissolving the organic ferroelectric material in a solvent.
As a result, the formation of the organic ferroelectric material on the substrate can be facilitated, and a low crystallinity film having a uniform thickness can be obtained relatively easily.

本発明の有機強誘電体キャパシタは、本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、低電圧駆動化を図ることができるフレキシブルな有機強誘電体キャパシタを提供することができる。
本発明の有機強誘電体メモリは、本発明の有機強誘電体キャパシタを備えることを特徴とする。
これにより、低電圧駆動化を図ることができるフレキシブルな不揮発性メモリを提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の有機強誘電体キャパシタを備えることを特徴とする。
これにより、低電圧駆動化を図ることができる電子機器を提供することができる。 The organic ferroelectric capacitor of the present invention is manufactured using the method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor of the present invention.
Thereby, a flexible organic ferroelectric capacitor that can be driven at a low voltage can be provided.
The organic ferroelectric memory of the present invention includes the organic ferroelectric capacitor of the present invention.
Thereby, a flexible nonvolatile memory that can be driven at a low voltage can be provided.
The electronic device of the present invention includes the organic ferroelectric capacitor of the present invention.
Thereby, the electronic device which can achieve low voltage drive can be provided.

以下、本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法、有機強誘電体キャパシタ、有機強誘電体メモリ、および電子機器の好適な実施形態について説明する。
＜有機強誘電体キャパシタ＞
まず、本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法を用いて製造された有機強誘電体キャパシタ、すなわち本発明の有機強誘電体キャパシタの実施形態を図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の有機強誘電体キャパシタの実施形態を示す縦断面図である。なお、以下、説明の便宜上、図２中における「上」を「上」、「下」を「下」という。 Hereinafter, preferred embodiments of a method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor, an organic ferroelectric capacitor, an organic ferroelectric memory, and an electronic device according to the present invention will be described.
<Organic ferroelectric capacitor>
First, an embodiment of an organic ferroelectric capacitor manufactured using the method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor of the present invention, that is, an organic ferroelectric capacitor of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the organic ferroelectric capacitor of the present invention. Hereinafter, for convenience of explanation, “upper” in FIG. 2 is referred to as “upper”, and “lower” is referred to as “lower”.

図１に示す有機強誘電体キャパシタ１は、例えば有機強誘電体メモリ素子等の各種電子デバイスに組み込んで使用されるものであり、基板２、下部電極（第１の電極）３、記録層４、および上部電極（第２の電極）５が、この順で積層されて構成されている。換言すれば、有機強誘電体キャパシタ１は、下部電極３と上部電極５との間に、記録層（強誘電体層）４が介在してなる構造体がその下部電極３側で基板２により支持されている。   An organic ferroelectric capacitor 1 shown in FIG. 1 is used by being incorporated in various electronic devices such as an organic ferroelectric memory element, and includes a substrate 2, a lower electrode (first electrode) 3, and a recording layer 4. And the upper electrode (second electrode) 5 are laminated in this order. In other words, the organic ferroelectric capacitor 1 has a structure in which the recording layer (ferroelectric layer) 4 is interposed between the lower electrode 3 and the upper electrode 5 by the substrate 2 on the lower electrode 3 side. It is supported.

このような有機強誘電体キャパシタ１は、下部電極３と上部電極５との間に電圧（電界）を印加することにより、データの書き込みおよび読み出しがなされ、また、電界の印加を停止した後においても、分極状態が保持される。このような特性を利用して、有機強誘電体キャパシタ１を不揮発性メモリ（後述する強誘電体メモリ４０）に用いることができる。   In such an organic ferroelectric capacitor 1, data is written and read by applying a voltage (electric field) between the lower electrode 3 and the upper electrode 5, and after the application of the electric field is stopped. In addition, the polarization state is maintained. Utilizing such characteristics, the organic ferroelectric capacitor 1 can be used for a nonvolatile memory (a ferroelectric memory 40 described later).

基板２としては、例えば、ガラス基板、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。有機強誘電体キャパシタ１に可撓性を付与する場合には、基板２には、樹脂基板が選択される。
なお、基板２上には、下地層が設けられていてもよい。下地層としては、例えば、基板２表面からのイオンの拡散を防止する目的、下部電極３と基板２との密着性（接合性）を向上させる目的等により設けられる。
また、用途などによっては、基板２を省略することができる。 Examples of the substrate 2 include a glass substrate, polyimide, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), and aromatic polyester (liquid crystal polymer). Or the like, a plastic substrate (resin substrate), a quartz substrate, a silicon substrate, a gallium arsenide substrate, or the like can be used. When providing flexibility to the organic ferroelectric capacitor 1, a resin substrate is selected as the substrate 2.
Note that an underlayer may be provided on the substrate 2. The underlayer is provided, for example, for the purpose of preventing diffusion of ions from the surface of the substrate 2 or for the purpose of improving the adhesion (bonding) between the lower electrode 3 and the substrate 2.
Moreover, the board | substrate 2 can be abbreviate | omitted depending on a use etc.

下地層の構成材料としては、特に限定されないが、酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（ＳｉＮ）、ポリイミド、ポリアミド、あるいは架橋されて不溶化された高分子等が好適に用いられる。
また、基板２の厚さは、特に限定されないが、１０〜２０００μｍであるのが好ましい
。
このような基板２の上面（基板２の一方の面）には、下部電極３が形成されている。 The constituent material of the underlayer is not particularly limited, but silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), polyimide, polyamide, a cross-linked insolubilized polymer, or the like is preferably used.
The thickness of the substrate 2 is not particularly limited, but is preferably 10 to 2000 μm.
A lower electrode 3 is formed on the upper surface of the substrate 2 (one surface of the substrate 2).

下部電極３の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等の導電性材料、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ２等の導電性酸化物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）のようなポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等の導電性高分子材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、前記導電性高分子材料は、通常、酸化鉄、ヨウ素、無機酸、有機酸、ポリスチレンサルフォニック酸などの高分子でドープされ導電性を付与された状態で用いられる。これらの中でも、下部電極３の構成材料としては、それぞれ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔまたはこれらを含む合金を主とするものが好適に用いられる。これらの金属材料を用いると、電解あるいは無電解メッキ法を用いて、容易かつ安価に下部電極３を形成することができる。また、有機強誘電体キャパシタ１の特性を向上することができる。
また、下部電極３の厚さは、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度とするのが好ましく、５０〜５００ｎｍ程度とするのがより好ましい。
このような下部電極３の上面（下部電極３の基板２と逆側の面）には、記録層４が形成されている。 The constituent material of the lower electrode 3 is not particularly limited as long as it has conductivity. For example, Pd, Pt, Au, W, Ta, Mo, Al, Cr, Ti, Cu or an alloy containing these Conductive materials such as ITO, FTO, ATO, SnO 2 , carbon-based materials such as carbon black, carbon nanotubes, fullerene, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene such as PEDOT (poly-ethylenedioxythiophene), polyaniline, Examples thereof include conductive polymer materials such as poly (p-phenylene), polyfluorene, polycarbazole, polysilane, and derivatives thereof, and one or more of them can be used in combination. The conductive polymer material is usually used in a state of being doped with a polymer such as iron oxide, iodine, inorganic acid, organic acid, polystyrene sulphonic acid and imparted with conductivity. Among these, as the constituent material of the lower electrode 3, materials mainly composed of Al, Au, Cr, Ni, Cu, Pt or alloys containing these are preferably used. When these metal materials are used, the lower electrode 3 can be formed easily and inexpensively using an electrolytic or electroless plating method. In addition, the characteristics of the organic ferroelectric capacitor 1 can be improved.
The thickness of the lower electrode 3 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 1000 nm, and more preferably about 50 to 500 nm.
A recording layer 4 is formed on the upper surface of the lower electrode 3 (the surface opposite to the substrate 2 of the lower electrode 3).

記録層４は、結晶性を有する有機強誘電体材料を主材料として構成されたものである。
有機強誘電体材料としては、例えば、Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）（ビニリデンフルオライドとトリフルオロエチレンとの共重合体）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニリデンの重合体）などを好適に用いることができる。
また、記録層４の厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜５００ｎｍ程度とするのが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とするのがより好ましい。これにより、有機強誘電体キャパシタ１（延いては、有機強誘電体メモリ素子等の各種電子デバイス）の各種駆動特性を好適に発揮させることができる。また、記録層４でのリーク電流やショートの原因である表面凹凸を小さく抑えつつ、有機強誘電体キャパシタ１の低電圧駆動化を図ることができる。 The recording layer 4 is composed mainly of an organic ferroelectric material having crystallinity.
As the organic ferroelectric material, for example, P (VDF / TrFE) (a copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene), PVDF (a polymer of vinylidene fluoride), and the like can be preferably used.
Further, the thickness of the recording layer 4 is not particularly limited, but is preferably about 5 nm to 500 nm, and more preferably about 10 nm to 200 nm. Thereby, various drive characteristics of the organic ferroelectric capacitor 1 (and thus various electronic devices such as an organic ferroelectric memory element) can be suitably exhibited. In addition, the organic ferroelectric capacitor 1 can be driven at a low voltage while suppressing the surface irregularities that cause the leakage current and short circuit in the recording layer 4 to be small.

このような記録層４の上面（記録層４の下部電極３と逆側の面）には、上部電極５が形成されている。
上部電極５の構成材料としては、前述した下部電極３の構成材料と同様のものを用いることができる。
また、上部電極５の厚さは、特に限定されないが１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とするのが好ましく、５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度とするのがより好ましい。 An upper electrode 5 is formed on the upper surface of the recording layer 4 (the surface opposite to the lower electrode 3 of the recording layer 4).
As the constituent material of the upper electrode 5, the same constituent material as that of the lower electrode 3 described above can be used.
The thickness of the upper electrode 5 is not particularly limited, but is preferably about 10 nm to 1000 nm, and more preferably about 50 nm to 500 nm.

＜有機強誘電体キャパシタの製造方法＞
次に、本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法について、有機強誘電体キャパシタ１の製造方法を一例に説明する。
（第１の例）
まず、有機強誘電体キャパシタ１の製造方法の第１の例を図２に基づいて説明する。 <Method of manufacturing organic ferroelectric capacitor>
Next, the manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor 1 will be described as an example of the manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor of the present invention.
(First example)
First, a first example of a method for manufacturing the organic ferroelectric capacitor 1 will be described with reference to FIG.

有機強誘電体キャパシタ１の製造方法は、［１］下部電極３を形成する工程と、［２］下部電極３上に、有機強誘電体材料を含む液状材料を塗布した後、これを乾燥して、低結晶化度膜を形成する工程と、［３］低結晶化度膜上に、上部電極を形成する工程と、［４］低結晶化度膜を結晶化して、記録層を形成する工程とを有する。
以下、各工程を順次詳細に説明する。 The manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor 1 includes: [1] a step of forming the lower electrode 3, and [2] a liquid material containing an organic ferroelectric material is applied on the lower electrode 3, and then dried. A step of forming a low crystallinity film, [3] a step of forming an upper electrode on the low crystallinity film, and [4] crystallizing the low crystallinity film to form a recording layer. Process.
Hereinafter, each process will be described in detail.

［１］ 下部電極３を形成する工程
まず、図２（ａ）に示すように、例えば半導体基板、ガラス基板、樹脂基板等の基板２を用意し、この基板２の上面に、図２（ｂ）に示すように、下部電極３を形成する。
特に基板２として樹脂基板を用いることにより、得られる有機強誘電体キャパシタ１、さらには有機強誘電体メモリをフレキシブルなものとすることができる。 [1] Step of Forming Lower Electrode 3 First, as shown in FIG. 2A, for example, a substrate 2 such as a semiconductor substrate, a glass substrate, a resin substrate, etc. is prepared, ), The lower electrode 3 is formed.
In particular, by using a resin substrate as the substrate 2, the obtained organic ferroelectric capacitor 1 and further the organic ferroelectric memory can be made flexible.

下部電極３の形成方法としては、特に限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等のような物理的気相堆積法（ＰＶＤ法）、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法のような化学気相堆積法（ＣＶＤ法）、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、スピンコート法、溶液霧化堆積法（ＬＳＭＣＤ法）などの溶液塗布法、スクリーン印刷法、インクジェット法などの各種印刷法等により形成することができる。   A method for forming the lower electrode 3 is not particularly limited, and for example, a physical vapor deposition method (PVD method) such as a vacuum evaporation method, a sputtering method (low temperature sputtering), an ion plating, a plasma CVD method, a heat Chemical vapor deposition method (CVD method) such as CVD method, laser CVD method, wet plating method such as electrolytic plating, immersion plating, electroless plating, spin coating method, solution atomization deposition method (LSMCD method), etc. It can be formed by various printing methods such as a coating method, a screen printing method, and an ink jet method.

［２］ 低結晶化度膜を形成する工程
次に、図２（ｃ）に示すように、下部電極３上に、結晶性の有機強誘電体材料を含む液状材料４Ａを塗布し（膜状の液状材料４Ａを形成し）、これを乾燥して、図２（ｄ）に示すように、記録層４の形成のための中間生成膜である低結晶化度膜（非晶質膜）４Ｂを形成する。 [2] Step of Forming Low Crystallinity Film Next, as shown in FIG. 2C, a liquid material 4A containing a crystalline organic ferroelectric material is applied on the lower electrode 3 (film-like). The liquid material 4A is formed and dried, and as shown in FIG. 2D, a low crystallinity film (amorphous film) 4B, which is an intermediate product film for forming the recording layer 4, is formed. Form.

この低結晶化度膜４Ｂは、記録層４における有機強誘電体材料の最終的な結晶化度よりも低い結晶化度で、有機強誘電体材料を主材料として構成されるものである。また、低結晶化度膜４Ｂにおける有機強誘電体材料の結晶化度は、記録層４における有機強誘電体材料の最終的な結晶化度を１００％としたときに、０．００１〜８０％以下であるのが好ましく、５０％以下であるのがより好ましい。
このような非晶質膜４Ｂは、結晶の粒成長による表面凹凸が極めて少ない。そのため、低結晶化度膜４Ｂの下部電極３と反対側の面を平滑なものとすることができる。 The low crystallinity film 4B is composed mainly of an organic ferroelectric material with a crystallinity lower than the final crystallinity of the organic ferroelectric material in the recording layer 4. The crystallinity of the organic ferroelectric material in the low crystallinity film 4B is 0.001 to 80% when the final crystallinity of the organic ferroelectric material in the recording layer 4 is 100%. Or less, more preferably 50% or less.
Such an amorphous film 4B has very few surface irregularities due to crystal grain growth. Therefore, the surface opposite to the lower electrode 3 of the low crystallinity film 4B can be made smooth.

液状材料４Ａは、結晶性の有機強誘電体材料を溶媒に溶解または分散媒に分散させたものを用いることができる。
特に、液状材料４Ａは、前記有機強誘電体材料を溶媒に溶解したものであるのが好ましい。これにより、基板２への液状材料４Ａの塗布を容易なものとするとともに、比較的簡単に低結晶化度膜４Ｂの膜厚を均一なものとすることができる。 As the liquid material 4A, a material in which a crystalline organic ferroelectric material is dissolved in a solvent or dispersed in a dispersion medium can be used.
In particular, the liquid material 4A is preferably obtained by dissolving the organic ferroelectric material in a solvent. As a result, the liquid material 4A can be easily applied to the substrate 2 and the film thickness of the low crystallinity film 4B can be made relatively simple.

液状材料４Ａ中の有機強誘電体材料としては、前述した記録層４の構成材料を用いることができる。特に、前記有機強誘電体材料として、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンの重合体のうちの１種を単独または２種を組み合わせたものを用いることが好ましい。また、非常に容易に強誘電性を得るためには、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体であることがさらに好ましい。
なお、液状材料４Ａには、有機強誘電体材料、溶媒または分散媒以外に、他の物質が含まれていてもよい。 As the organic ferroelectric material in the liquid material 4A, the constituent material of the recording layer 4 described above can be used. In particular, as the organic ferroelectric material, it is preferable to use one of vinylidene fluoride / trifluoroethylene copolymer and vinylidene fluoride polymer alone or in combination. In order to obtain ferroelectricity very easily, a copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene is more preferable.
The liquid material 4A may contain other substances in addition to the organic ferroelectric material, the solvent, or the dispersion medium.

液状材料４Ａ中の溶媒または分散媒としては、前記有機強誘電体材料を溶解または分散させることができるものであれば、特に限定されず、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰｒＫ）、メチルイソペンチルケトン（ＭＩＰｅＫ）、アセチルアセトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等を用いることができる。   The solvent or dispersion medium in the liquid material 4A is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the organic ferroelectric material. For example, nitric acid, sulfuric acid, ammonia, hydrogen peroxide, water, Inorganic solvents such as carbon disulfide, carbon tetrachloride, ethylene carbonate, methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl isopropyl ketone (MIPrK), methyl isopentyl ketone (MIPEK), acetylacetone, Ketone solvents such as cyclohexanone, diethyl carbonate (DEC), methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, diethylene glycol (DEG), alcohol solvents such as glycerin, diethyl ether, diisopropyl ether, 1,2- Ether solvents such as methoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), diethylene glycol ethyl ether (carbitol), methyl cellosolve, ethyl cellosolve, Cellosolve solvents such as phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, benzene, pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, methylpyrrolidone Aromatic heterocyclic compound solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), amide solvents such as N, N-dimethylacetamide (DMA), dichloromethane, chloroform, -Halogen compound solvents such as dichloroethane, ester solvents such as ethyl acetate, methyl acetate, ethyl formate, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO), sulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, Various organic solvents such as organic acid solvents such as formic acid, acetic acid, trichloroacetic acid and trifluoroacetic acid, or a mixed solvent containing them can be used.

特に、有機強誘電体材料としてＰ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）を用いる場合には、溶媒としてＭＥＫ（メチルエチルケトン：２−ブタノン）、ＭＩＰｒＫ（メチルイソプロピルケトン：３−メチル−２−ブタノン）、２−ペンタノン、３−ペンタノン、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン：４−メチル−２−ペンタノン）、２−ヘキサノン、２，４−ジメチル−３−ペンタノン、４−ヘプタノン、ＭＩＰｅＫ（メチルイソペンチルケトン：５−メチル−２−ヘキサノン）、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、シクロヘキサノン、またはＤＥＣ（ジエチルカーボネート）の各種有機溶媒、またはこれらの混合溶媒を用いることが好ましい。
また、塗布する液状材料４Ａ中における有機強誘電体材料の含有率は、０．１〜８．０重量％であるのが好ましく、０．２〜４．０重量％であるのがより好ましい。これにより、基板２への液状材料４Ａの塗布を容易なものとするとともに、比較的簡単に低結晶化度膜４Ｂの膜厚を均一なものとすることができる。 In particular, when P (VDF / TrFE) is used as the organic ferroelectric material, MEK (methyl ethyl ketone: 2-butanone), MIPrK (methyl isopropyl ketone: 3-methyl-2-butanone), 2-pentanone, 3-pentanone, MIBK (methyl isobutyl ketone: 4-methyl-2-pentanone), 2-hexanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 4-heptanone, MIpeK (methyl isopentyl ketone: 5-methyl-2- It is preferable to use various organic solvents such as hexanone), 2-heptanone, 3-heptanone, cyclohexanone, or DEC (diethyl carbonate), or a mixed solvent thereof.
The content of the organic ferroelectric material in the liquid material 4A to be applied is preferably 0.1 to 8.0% by weight, and more preferably 0.2 to 4.0% by weight. As a result, the liquid material 4A can be easily applied to the substrate 2 and the film thickness of the low crystallinity film 4B can be made relatively simple.

液状材料４Ａの塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、溶液霧化堆積法（ＬＳＭＣＤ法）、インクジェット法などを好適に用いることができる。
液状材料４Ａの乾燥方法、すなわち液体から溶媒または分散液の除去方法としては、特に限定されないが、例えば、ホットプレートやオーブンなどによる外部熱乾燥法、マイクロ波などによる内部熱乾燥法、熱風搬送法、赤外線などによる輻射伝熱乾燥法、真空減圧法などを用いることができる。
なお、液状材料４Ａの溶媒あるいは分散液の揮発性が高く、塗布後の膜に残留溶媒あるいは残留分散液が殆ど無い場合、上記乾燥工程を省いても良い。 The method for applying the liquid material 4A is not particularly limited, and for example, a spin coating method, a solution atomization deposition method (LSMCD method), an ink jet method, or the like can be suitably used.
The method for drying the liquid material 4A, that is, the method for removing the solvent or dispersion from the liquid is not particularly limited. For example, an external heat drying method using a hot plate or an oven, an internal heat drying method using microwaves, a hot air conveying method, etc. In addition, a radiation heat transfer drying method using infrared rays, a vacuum decompression method, or the like can be used.
If the solvent or dispersion of the liquid material 4A is highly volatile and there is almost no residual solvent or residual dispersion in the coated film, the drying step may be omitted.

液状材料４Ａの乾燥方法として熱処理を用いる場合、処理温度は、有機強誘電体材料の最適な結晶化温度以下で行い、具体的には、用いる有機強誘電体材料、溶媒の種類、液状材料４Ａの膜厚などにもよるが、室温〜１４０℃であるのが好ましく、室温〜１００℃であるのがより好ましい。
また、この場合、処理時間は、用いる有機強誘電体材料や液状材料４Ａの膜厚などにもよるが、０．５〜１２０分間であるのが好ましく、１〜３０分間であるのがより好ましい。
また、液体材料４Ａを塗布し低結晶化膜を形成する場合、複数回にわたり塗布工程を繰り返しても良い。これにより、溶媒の蒸発過程で形成される小さなピンホール欠陥などに、液体材料が充填され、低結晶化膜のピンホール欠陥が低減され、結果的にリーク電流やショートの少ない記録層が形成できる。さらに、上記塗布工程と、上記乾燥工程を、交互に繰り返すことにより、ピンホール欠陥の少ない低結晶化膜を形成することもできる。 When heat treatment is used as a drying method for the liquid material 4A, the treatment temperature is not more than the optimum crystallization temperature of the organic ferroelectric material. Specifically, the organic ferroelectric material to be used, the type of solvent, the liquid material 4A Depending on the film thickness, etc., it is preferably room temperature to 140 ° C., more preferably room temperature to 100 ° C.
In this case, the treatment time is preferably 0.5 to 120 minutes, more preferably 1 to 30 minutes, depending on the organic ferroelectric material used and the film thickness of the liquid material 4A. .
In addition, when the liquid material 4A is applied to form a low crystallized film, the application process may be repeated a plurality of times. As a result, the liquid material is filled into small pinhole defects formed in the evaporation process of the solvent, the pinhole defects of the low crystallized film are reduced, and as a result, a recording layer with less leakage current and short circuit can be formed. . Furthermore, a low crystallized film with few pinhole defects can be formed by alternately repeating the coating step and the drying step.

［３］ 上部電極を形成する工程
次に、図２（ｅ）に示すように、低結晶化度膜４Ｂ上に、上部電極５を形成する。前述したように低結晶化度膜４Ｂの第１の電極３と反対側の面は平滑であり、このような平滑な面上に上部電極５を形成するので、低結晶化度膜と上部電極５との間の界面を極めて平滑にすることができる。
上部電極５の形成は、前記工程［１］と同様にして行うことができる。 [3] Step of Forming Upper Electrode Next, as shown in FIG. 2E, the upper electrode 5 is formed on the low crystallinity film 4B. As described above, the surface opposite to the first electrode 3 of the low crystallinity film 4B is smooth, and the upper electrode 5 is formed on such a smooth surface. Therefore, the low crystallinity film and the upper electrode are formed. 5 can be made extremely smooth.
The formation of the upper electrode 5 can be performed in the same manner as in the step [1].

［４］ 記録層４を形成する工程
次に、図２（ｆ）に示すように、低結晶化度膜４Ｂを結晶化して、記録層４を形成する。前述したように低結晶化度膜４Ｂと上部電極５との間の界面を平滑な状態とし、非晶質膜４Ｂを結晶化するので、結晶の粒成長による表面凹凸の発生を防止して、得られる記録層４と上部電極５との間の界面も極めて平滑にすることができる。そのため、記録層４の膜厚を非常に薄くして、有機強誘電体キャパシタ１の低電圧駆動を図ることができる。 [4] Step of Forming Recording Layer 4 Next, as shown in FIG. 2F, the low crystallinity film 4B is crystallized to form the recording layer 4. As described above, since the interface between the low crystallinity film 4B and the upper electrode 5 is made smooth and the amorphous film 4B is crystallized, generation of surface irregularities due to crystal grain growth is prevented, The interface between the resulting recording layer 4 and the upper electrode 5 can also be made extremely smooth. Therefore, the film thickness of the recording layer 4 can be made very thin and the organic ferroelectric capacitor 1 can be driven at a low voltage.

低結晶化度膜４Ｂの結晶化方法としては、特に限定されないが、例えば、ホットプレート、オーブン、真空オーブンなどを用いた結晶化法、マイクロ波などによる内部加熱を用いた結晶化法、赤外線などによる輻射伝熱による結晶法などを用いることができる。特に、ホットプレート、オーブン、真空オーブンなどによる結晶化熱処理工程が好適に用いることができる。低結晶化度膜４Ｂを結晶化するに際して、低結晶化度膜４Ｂに対し適切な温度域で熱処理を施すことにより、結晶化を行うと、比較的簡単に短時間で、有機強誘電体材料の不本意な結晶構造変化を防止しつつ、低結晶化度膜４Ｂ内の有機強誘電体材料を効率的に結晶化することができる。   The crystallization method of the low crystallinity film 4B is not particularly limited. For example, the crystallization method using a hot plate, oven, vacuum oven, etc., the crystallization method using internal heating by microwaves, infrared rays, etc. For example, a crystal method using radiant heat transfer can be used. In particular, a crystallization heat treatment step using a hot plate, an oven, a vacuum oven or the like can be suitably used. When crystallizing the low crystallinity film 4B by subjecting the low crystallinity film 4B to heat treatment in an appropriate temperature range, the crystallization can be performed relatively easily in a short time. Thus, the organic ferroelectric material in the low crystallinity film 4B can be efficiently crystallized while preventing the unintentional crystal structure change.

低結晶化度膜４Ｂの結晶化方法として熱処理を用いる場合、処理温度は、有機強誘電体材料の結晶化温度以上で、かつ融点以下で行い、具体的には、用いる有機強誘電体材料にもよるが、Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ＝７５／２５）の場合、１３０℃〜１５０℃であるのが好ましく、１３５℃〜１４５℃であるのがより好ましい。
また、結晶化処理の際における処理時間は、用いる有機強誘電体材料や液状材料４Ａの膜厚などにもよるが、０．５〜１２０分間であるのが好ましく、１〜３０分間であるのがより好ましい。
また、結晶化処理の際における雰囲気は、空気中で良いが、窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気中、あるいは真空中であることがより好ましい。
以上のようにして、有機強誘電体キャパシタ１を製造することができる。 When heat treatment is used as the crystallization method of the low crystallinity film 4B, the treatment temperature is higher than the crystallization temperature of the organic ferroelectric material and lower than the melting point. However, in the case of P (VDF / TrFE) (VDF / TrFE = 75/25), the temperature is preferably 130 ° C. to 150 ° C., more preferably 135 ° C. to 145 ° C.
Further, the treatment time in the crystallization treatment is preferably 0.5 to 120 minutes, and preferably 1 to 30 minutes, although it depends on the organic ferroelectric material used and the film thickness of the liquid material 4A. Is more preferable.
In addition, the atmosphere during the crystallization treatment may be air, but is more preferably an inert atmosphere such as nitrogen or argon, or a vacuum.
As described above, the organic ferroelectric capacitor 1 can be manufactured.

このような製造方法によれば、低結晶化度膜４Ｂの結晶化を上部電極５の形成後に行うので、低結晶化度膜４Ｂと第２の電極５との間の界面を極めて平滑にし、このような状態で非晶質膜４Ｂを結晶化することができる。そのため、結晶の粒成長に伴う表面凹凸の発生を防止して、得られる記録層４と第２の電極５との間の界面も極めて平滑にすることができる。
その結果、記録層４の膜厚を極めて薄くして、有機強誘電体キャパシタ１の低電圧駆動を図ることができる。 According to such a manufacturing method, since the low crystallinity film 4B is crystallized after the formation of the upper electrode 5, the interface between the low crystallinity film 4B and the second electrode 5 is extremely smooth, In this state, the amorphous film 4B can be crystallized. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of surface irregularities accompanying crystal grain growth and to make the interface between the obtained recording layer 4 and the second electrode 5 extremely smooth.
As a result, the film thickness of the recording layer 4 can be made extremely thin, and the organic ferroelectric capacitor 1 can be driven at a low voltage.

また、かかる製造方法では、比較的低温で簡易な装置のみを用いたプロセスにより有機強誘電体キャパシタ１を形成することができる。そのため、製造装置の低コスト化を図ることができるとともに、有機強誘電体キャパシタ１、さらには有機強誘電体メモリを構成する材料の選択の幅が広がる。例えば、基板２として樹脂材料を用いて、フレキシブルな有機強誘電体キャパシタ１や有機強誘電体メモリを製造することができる。   Further, in this manufacturing method, the organic ferroelectric capacitor 1 can be formed by a process using only a simple device at a relatively low temperature. Therefore, the cost of the manufacturing apparatus can be reduced, and the range of selection of materials constituting the organic ferroelectric capacitor 1 and further the organic ferroelectric memory is widened. For example, a flexible organic ferroelectric capacitor 1 or an organic ferroelectric memory can be manufactured using a resin material as the substrate 2.

（第２の例）
次に、有機強誘電体キャパシタ１の製造方法の第２の例を図３に基づいて説明する。なお、以下では、前述した第１の例と相違する事項を中心に説明し、同様の事項に関しては、その説明を省略する。
第２の例における有機強誘電体キャパシタ１の製造方法は、低結晶化度膜４Ｂを結晶化するに際し、上部電極５と下部電極３との間に電圧を印加する点に以外は、前述した第１の例における有機強誘電体キャパシタ１の製造方法と同様である。 (Second example)
Next, a second example of the method for manufacturing the organic ferroelectric capacitor 1 will be described with reference to FIG. In the following, description will be made mainly on matters that are different from the first example described above, and description of similar matters will be omitted.
The manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor 1 in the second example has been described above except that a voltage is applied between the upper electrode 5 and the lower electrode 3 when the low crystallinity film 4B is crystallized. This is the same as the manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor 1 in the first example.

すなわち、第２の例における有機強誘電体キャパシタ１の製造方法では、［１］下部電極３を形成する工程と、［２］下部電極３上に、有機強誘電体材料を含む液状材料を塗布した後、これを乾燥して、低結晶化度膜を形成する工程と、［３］低結晶化度膜上に、上部電極を形成する工程と、［４］低結晶化度膜を結晶化して、記録層を形成する工程とを有する。   That is, in the method of manufacturing the organic ferroelectric capacitor 1 in the second example, [1] a step of forming the lower electrode 3 and [2] a liquid material containing an organic ferroelectric material is applied on the lower electrode 3. And then drying it to form a low crystallinity film, [3] forming an upper electrode on the low crystallinity film, and [4] crystallizing the low crystallinity film. And a step of forming a recording layer.

第２の例における有機強誘電体キャパシタ１の製造方法における工程［１］〜［３］は、第１の例にかかる工程［１］〜［３］と同様である（図３（ａ）〜（ｅ）参照）。
第２の例にかかる工程［４］では、図３（ｆ）に示すように、低結晶化度膜４Ｂを結晶化するに際して、下部電極３と上部電極５との間に電圧を印加する。
これにより、得られる記録層４内の有機強誘電体材料の結晶方位、すなわち分極軸を下部電極３および上部電極５の面に垂直な方向に揃えることができる。そのため、得られる有機強誘電体キャパシタ１では、分極軸の方位ゆらぎに起因する分極のロスを低減でき、有機強誘電体の持つ分極値を最大限に引き出すことことができる。さらに、分極反転の応答性の向上を図るとともに、ヒステリシス曲線における角型性を優れたものとすることができる。
また、下部電極３および上部電極５を用いて低結晶化度膜４Ｂに電圧を印加するので、別途電極を用意することなく、簡単に低結晶化膜に電圧を印加することができる。 Steps [1] to [3] in the method for manufacturing the organic ferroelectric capacitor 1 in the second example are the same as the steps [1] to [3] according to the first example (FIG. 3A to FIG. 3). (See (e)).
In the step [4] according to the second example, as shown in FIG. 3F, a voltage is applied between the lower electrode 3 and the upper electrode 5 when the low crystallinity film 4B is crystallized.
Thereby, the crystal orientation of the organic ferroelectric material in the obtained recording layer 4, that is, the polarization axis can be aligned in a direction perpendicular to the surfaces of the lower electrode 3 and the upper electrode 5. Therefore, in the obtained organic ferroelectric capacitor 1, the polarization loss due to the directional fluctuation of the polarization axis can be reduced, and the polarization value possessed by the organic ferroelectric can be maximized. Furthermore, the response of polarization inversion can be improved and the squareness in the hysteresis curve can be improved.
Further, since a voltage is applied to the low crystallinity film 4B using the lower electrode 3 and the upper electrode 5, it is possible to easily apply a voltage to the low crystallinity film without preparing a separate electrode.

前記電圧印加により膜に印加される電界は、用いる有機強誘電体材料にもよるが、抗電界以上の電界を印加することが好ましい。例えば、Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）の場合、０．３ｋＶ／ｃｍ以上であるのが好ましく、抗電界である０．５ＭＶ／ｃｍ以上であるのがより好ましい。これにより、得られる記録層４内の有機強誘電体薄膜の結晶配向性を分極軸が下部および上部電極面に垂直な方向に揃えることができる。
以上のようにしても、有機強誘電体キャパシタ１を製造することができる。 The electric field applied to the film by the voltage application depends on the organic ferroelectric material to be used, but it is preferable to apply an electric field higher than the coercive electric field. For example, in the case of P (VDF / TrFE), it is preferably 0.3 kV / cm or more, and more preferably 0.5 MV / cm or more, which is a coercive electric field. Thereby, the crystal orientation of the organic ferroelectric thin film in the obtained recording layer 4 can be aligned in the direction in which the polarization axis is perpendicular to the lower and upper electrode surfaces.
Even in the above manner, the organic ferroelectric capacitor 1 can be manufactured.

（第３の例）
次に、有機強誘電体キャパシタ１の製造方法の第３の例を図４に基づいて説明する。なお、以下では、前述した第１の例と相違する事項を中心に説明し、同様の事項に関しては、その説明を省略する。
第３の例にかかる有機強誘電体キャパシタ１の製造方法は、下部電極の形成後かつ低結晶化度膜の形成前に、有機強誘電体材料を主材料として構成された結晶化膜を形成する以外は、前述した第１の例と同様である。 (Third example)
Next, a third example of the method for manufacturing the organic ferroelectric capacitor 1 will be described with reference to FIG. In the following, description will be made mainly on matters that are different from the first example described above, and description of similar matters will be omitted.
In the method of manufacturing the organic ferroelectric capacitor 1 according to the third example, a crystallized film composed of an organic ferroelectric material as a main material is formed after the formation of the lower electrode and before the formation of the low crystallinity film. Except this, it is the same as the first example described above.

すなわち、第３の例における有機強誘電体キャパシタ１の製造方法は、［１］下部電極３を形成する工程と、［２］下部電極３上に、有機強誘電体材料を主材料として構成された高結晶化度膜を形成する工程と、［３］結晶膜上に、有機強誘電体材料を含む液状材料を塗布した後、これを乾燥して、低結晶化度膜を形成する工程と、［４］低結晶化度膜上に、上部電極を形成する工程と、［５］低結晶化度膜を結晶化して、記録層を形成する工程とを有する。   That is, the manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor 1 in the third example includes [1] a step of forming the lower electrode 3 and [2] an organic ferroelectric material on the lower electrode 3 as a main material. Forming a high crystallinity film, and [3] applying a liquid material containing an organic ferroelectric material on the crystal film and then drying the liquid material to form a low crystallinity film. [4] forming a top electrode on the low crystallinity film, and [5] crystallizing the low crystallinity film to form a recording layer.

以下、各工程を順次説明する。
［１］ 下部電極３を形成する工程
まず、前述した第１の例と同様に、図４（ａ）に示すように、基板２を用意し、図４（ｂ）に示すように、この基板２上に下部電極３を形成する。
［２］ 結晶化膜の形成
次に、図４（ｃ）に示すように、下部電極３上に、有機強誘電体材料を含む液状材料４Ａを塗布し、これを乾燥・結晶化して、図４（ｄ）に示すように、前記有機強誘電体材料を主材料として構成された高い結晶化度を有する結晶化膜４Ｃを形成する。
このように上部電極５を形成する前に形成された結晶化膜４Ｃは、図４（ｄ）に示すように、下部電極３と反対側の面が結晶の粒成長による表面凹凸が形成される。
本工程において、液状材料４Ａの塗布方法は、前述した第１の例における液状材料４Ａの塗布方法と同様のものを用いることができる。
また、液状材料４Ａの乾燥方法および結晶化方法も、それぞれ、前述した第１の例にかかる乾燥方法および結晶化方法を用いることができる。 Hereinafter, each process is demonstrated one by one.
[1] Step of Forming Lower Electrode 3 First, as in the first example described above, a substrate 2 is prepared as shown in FIG. 4 (a), and this substrate as shown in FIG. 4 (b). A lower electrode 3 is formed on 2.
[2] Formation of Crystallized Film Next, as shown in FIG. 4C, a liquid material 4A containing an organic ferroelectric material is applied onto the lower electrode 3, and this is dried and crystallized. As shown in 4 (d), a crystallized film 4C having a high degree of crystallinity, which is composed of the organic ferroelectric material as a main material, is formed.
As shown in FIG. 4D, the crystallized film 4C formed before forming the upper electrode 5 has surface irregularities formed on the surface opposite to the lower electrode 3 due to crystal grain growth. .
In this step, the application method of the liquid material 4A can be the same as the application method of the liquid material 4A in the first example described above.
Also, the drying method and the crystallization method according to the first example described above can be used for the drying method and the crystallization method of the liquid material 4A, respectively.

［３］ 低結晶化度膜を形成する工程
次に、図４（ｅ）に示すように、結晶化膜４Ｃの下部電極３と反対側の面上に、有機強誘電体材料を含む液状材料４Ｄを塗布し、これを乾燥して、図４（ｆ）に示すように、非晶質状態の前記有機強誘電体材料を主材料として構成された低結晶化度膜４Ｅを形成する。
これにより、結晶化膜４Ｃ上に形成された表面凹凸を有機強誘電体が溶解された液状材料４Ｄにより埋め、有機強誘電体の低結晶化度膜で平坦化し、上部電極５が形成（接合）されるべき面の平滑化を行うことができる。
本工程は、前述した第１の例の工程［２］と同様の方法を用いることができる。 [3] Step of Forming Low Crystallinity Film Next, as shown in FIG. 4E, a liquid material containing an organic ferroelectric material on the surface opposite to the lower electrode 3 of the crystallized film 4C. 4D is applied and dried to form a low crystallinity film 4E composed mainly of the organic ferroelectric material in an amorphous state, as shown in FIG. 4 (f).
As a result, the surface unevenness formed on the crystallized film 4C is filled with the liquid material 4D in which the organic ferroelectric is dissolved, and is flattened with the low crystallinity film of the organic ferroelectric, thereby forming the upper electrode 5 (bonding). ) Can be smoothed.
In this step, the same method as in step [2] of the first example described above can be used.

［４］ 上部電極を形成する工程
次に、図４（ｇ）に示すように、低結晶化度膜４Ｅの結晶化膜４Ｃと反対側の面上に、上部電極５を形成する。
前述したように低結晶化度膜４Ｅにより上部電極５の形成予定部位は平滑化されているので、低結晶化度膜４Ｅと上部電極５との間の界面を極めて平滑にすることができる。
本工程は、前述した第１の例にかかる工程［３］と同様の方法を用いることができる。 [4] Step of Forming Upper Electrode Next, as shown in FIG. 4G, the upper electrode 5 is formed on the surface of the low crystallinity film 4E opposite to the crystallized film 4C.
As described above, since the portion where the upper electrode 5 is to be formed is smoothed by the low crystallinity film 4E, the interface between the low crystallinity film 4E and the upper electrode 5 can be made extremely smooth.
In this step, a method similar to the step [3] according to the first example described above can be used.

［５］ 記録層を形成する工程
次に、図４（ｈ）に示すように、低結晶化度膜４Ｅ中の有機強誘電体材料を結晶化するとともに結晶化膜４Ｃと一体化して、記録層４を形成する。
本工程は、前述した第１の例にかかる工程［４］と同様の方法を用いることができる。
以上のようにしても、有機強誘電体キャパシタ１を製造することができる。 [5] Step of Forming Recording Layer Next, as shown in FIG. 4 (h), the organic ferroelectric material in the low crystallinity film 4E is crystallized and integrated with the crystallized film 4C for recording. Layer 4 is formed.
In this step, a method similar to the step [4] according to the first example described above can be used.
Even in the above manner, the organic ferroelectric capacitor 1 can be manufactured.

このような製造方法によれば、前述した第１の例にかかる製造方法と同様の効果を得ることができることに加えて、下部電極３上に形成された結晶化膜４Ｃ上に低結晶化度膜４Ｅを形成し、これらを低結晶化度膜４Ｅの結晶化により一体的に記録層４とするので、記録層４の電流リークやショートをより確実に防止することができる。
以上説明したような製造方法は、低電圧駆動化を図ることができるフレキシブルな有機強誘電体キャパシタや有機強誘電体メモリを提供することができる。 According to such a manufacturing method, the same effects as those of the manufacturing method according to the first example described above can be obtained, and in addition, the degree of low crystallinity on the crystallized film 4C formed on the lower electrode 3 is reduced. Since the film 4E is formed and these are integrated into the recording layer 4 by crystallization of the low crystallinity film 4E, current leakage and short-circuiting of the recording layer 4 can be prevented more reliably.
The manufacturing method as described above can provide a flexible organic ferroelectric capacitor and organic ferroelectric memory that can be driven at a low voltage.

＜有機強誘電体メモリ＞
図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の有機強誘電体キャパシタを用いた有機強誘電体メモリのメモリセルの回路形態を模式的に示す図であり、それぞれ、（ａ）１トランジスタ１キャパシタ型（所謂１Ｔ１Ｃ型）、（ｂ）クロスポイント型（所謂ＣＰ型）、（ｃ）１トランジスタ型（所謂１Ｔ型）の有機強誘電体メモリである。また、（ａ）の１Ｔ１Ｃ型を二つ組み合わせた２トランジスタ２キャパシタ型（所謂２Ｔ２Ｃ型）も可能である。 <Organic ferroelectric memory>
FIGS. 5A to 5C are diagrams schematically showing a circuit form of a memory cell of an organic ferroelectric memory using the organic ferroelectric capacitor of the present invention. This is an organic ferroelectric memory of capacitor type (so-called 1T1C type), (b) cross-point type (so-called CP type), and (c) one-transistor type (so-called 1T type). Further, a two-transistor two-capacitor type (so-called 2T2C type) in which two 1T1C types of (a) are combined is also possible.

図５（ａ）は１Ｔ１Ｃ型のメモリセル回路（例えば１セル分）である。各セルにはセル選択のための選択トランジスタが設けられ、ワード線が前記トランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記トランジスタのソース領域あるいはドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続された電極と、プレート線電極との間に、本発明の有機強誘電体キャパシタが形成される。有機強誘電体キャパシタと電気的に接続されない残り一方の領域はビット線に電気的に接続される。   FIG. 5A shows a 1T1C type memory cell circuit (for example, one cell). Each cell is provided with a selection transistor for cell selection, a word line is electrically connected to the gate electrode of the transistor, and an electrode electrically connected to either the source region or the drain region of the transistor And the plate line electrode, the organic ferroelectric capacitor of the present invention is formed. The remaining one region that is not electrically connected to the organic ferroelectric capacitor is electrically connected to the bit line.

図５（ｂ）はＣＰ型の有機強誘電体メモリのメモリセルアレイ（例えば９セル分）である。行選択のための第１信号電極（ワード線）と、列選択のための第２信号電極（ビット線）とが直交するように配列されている。各ビット線電極と各ワード線電極の各交点が、本発明の有機強誘電体キャパシタに相当する。なお、信号電極の配置は、前記のものに限らず、逆であってもよい。すなわち、第１信号電極がビット線、第２信号電極がワード線でもよい。   FIG. 5B shows a memory cell array (for example, 9 cells) of a CP type organic ferroelectric memory. A first signal electrode (word line) for row selection and a second signal electrode (bit line) for column selection are arranged to be orthogonal to each other. Each intersection of each bit line electrode and each word line electrode corresponds to the organic ferroelectric capacitor of the present invention. The arrangement of the signal electrodes is not limited to the above, and may be reversed. That is, the first signal electrode may be a bit line and the second signal electrode may be a word line.

図５（ｃ）は１Ｔ型の有機強誘電体メモリである。トランジスタのチャネル領域上に有機強誘電体層が形成され、前記有機強誘電体層の前記チャネル領域とは反対側の面にゲート電極が形成される。前記チャネル領域を電極としてみなした場合、前記チャネル領域と有機強誘電体層とゲート電極とが、有機強誘電体キャパシタを形成しており、本発明の有機強誘電体キャパシタの製造方法が適用できる。   FIG. 5C shows a 1T type organic ferroelectric memory. An organic ferroelectric layer is formed on the channel region of the transistor, and a gate electrode is formed on the surface of the organic ferroelectric layer opposite to the channel region. When the channel region is regarded as an electrode, the channel region, the organic ferroelectric layer, and the gate electrode form an organic ferroelectric capacitor, and the method for manufacturing the organic ferroelectric capacitor of the present invention can be applied. .

なお、強誘電体メモリの安定動作の観点から、上記２Ｔ２Ｃ型、さらには１Ｔ１Ｃ型の有機強誘電体メモリが好ましいが、非破壊読み出し（ＮＤＲＯ）が可能である１Ｔ型がさらに好ましい。
さらに、前記２Ｔ２Ｃ型、前記１Ｔ１Ｃ型、前記ＣＰ型、前記１Ｔ型の各有機強誘電体メモリにおいて用いられるトランジスタは、単結晶Ｓｉトランジスタ、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ａ−Ｓｉ ＴＦＴ）、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（ＬＴＰＳ ＴＦＴ：Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴ）、高温ポリシリコン薄膜トランジスタ（ＨＴＰＳ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴ）、あるいは有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）であることができる。
このような強誘電体メモリ４０は、各種電子機器に適用することができる。これにより、各種電子機器の低電圧駆動化を図ることができる。
この電子機器としては、例えば、パーソナルコンピューター、携帯情報機器等が挙げられる。 From the viewpoint of stable operation of the ferroelectric memory, the 2T2C type and further the 1T1C type organic ferroelectric memory are preferable, but the 1T type capable of nondestructive reading (NDRO) is more preferable.
Furthermore, the transistors used in the 2T2C type, the 1T1C type, the CP type, and the 1T type organic ferroelectric memories are a single crystal Si transistor, an amorphous silicon thin film transistor (a-Si TFT), a low temperature polysilicon thin film transistor ( It can be an LTPS TFT: Low Temperature poly-Si TFT), a high-temperature polysilicon thin film transistor (HTPS), or an organic thin film transistor (organic TFT).
Such a ferroelectric memory 40 can be applied to various electronic devices. Thereby, low voltage drive of various electronic devices can be achieved.
Examples of the electronic device include a personal computer and a portable information device.

以上、本発明の有機強誘電体キャパシタおよび強誘電体メモリについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
例えば、本発明の有機強誘電体キャパシタおよび強誘電体メモリを構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。
また、例えば、記録層４と、下部電極３および上部電極５との間には、それぞれ、任意の目的の層が、１層または２層以上設けられていてもよい。 Although the organic ferroelectric capacitor and the ferroelectric memory of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this.
For example, each component constituting the organic ferroelectric capacitor and the ferroelectric memory of the present invention can be replaced with any one that exhibits the same function, or other configurations can be added.
In addition, for example, one or two or more arbitrary layers may be provided between the recording layer 4 and the lower electrode 3 and the upper electrode 5.

本発明の有機強誘電体キャパシタの実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows embodiment of the organic ferroelectric capacitor of this invention. 図１に示す有機強誘電体キャパシタの製造方法の第１の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st example of the manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor shown in FIG. 図１に示す有機強誘電体キャパシタの製造方法の第２の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd example of the manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor shown in FIG. 図１に示す有機強誘電体キャパシタの製造方法の第３の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 3rd example of the manufacturing method of the organic ferroelectric capacitor shown in FIG. 本発明の有機強誘電体メモリの基本回路形態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the basic circuit form of the organic ferroelectric memory of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１‥‥有機強誘電体キャパシタ ２‥‥基板 ３‥‥下部電極 ４‥‥記録層 ４Ａ‥‥液状材料 ４Ｂ‥‥低結晶化度膜 ４Ｃ‥‥結晶化膜 ４Ｄ‥‥液状材料 ４Ｅ‥‥低結晶化度膜 ５‥‥上部電極   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic ferroelectric capacitor 2 ... Substrate 3 ... Lower electrode 4 ... Recording layer 4A ... Liquid material 4B ... Low crystallinity film 4C ... Crystallized film 4D ... Liquid material 4E ... Low Crystallinity film 5 ... Upper electrode

Claims (12)

結晶性を有する有機強誘電体材料を主材料として構成された記録層を第１の電極と第２の電極との間に介在してなる有機強誘電体キャパシタを製造する方法であって、
前記第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極上に、前記有機強誘電体材料を含む液状材料を塗布・乾燥して、前記記録層の最終結晶化度よりも低い結晶化度で、前記有機強誘電体材料を主材料として構成された低結晶化度膜を形成する工程と、
前記低結晶化度膜の前記第１の電極と反対側の面上に、前記第２の電極を形成する工程と、
前記低結晶化度膜中の前記有機強誘電体材料を結晶化して、前記記録層を形成する工程とを有することを特徴とする有機強誘電体キャパシタの製造方法。 A method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor comprising a recording layer composed mainly of an organic ferroelectric material having crystallinity between a first electrode and a second electrode,
Forming the first electrode;
A liquid material containing the organic ferroelectric material is applied and dried on the first electrode, and the organic ferroelectric material is used as a main material at a crystallinity lower than the final crystallinity of the recording layer. Forming a low crystallinity film configured as:
Forming the second electrode on a surface opposite to the first electrode of the low crystallinity film;
And a step of crystallizing the organic ferroelectric material in the low crystallinity film to form the recording layer. 結晶性を有する有機強誘電体材料を主材料として構成された記録層を第１の電極と第２の電極との間に介在してなる有機強誘電体キャパシタを製造する方法であって、
前記第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極上に、結晶状態の前記有機強誘電体材料を主材料として構成された結晶化膜を形成する工程と、
前記結晶化膜の前記第１の電極と反対側の面上に、前記有機強誘電体材料を含む液状材料を塗布・乾燥して、前記記録層の最終結晶化度よりも低い結晶化度で、前記有機強誘電体材料を主材料として構成された低結晶化度膜を形成する工程と、
前記低結晶化度膜の前記結晶膜と反対側の面上に、前記第２の電極を形成する工程と、
前記低結晶化度膜中の前記有機強誘電体材料を結晶化するとともに前記結晶化膜と一体化して、前記記録層を形成する工程とを有することを特徴とする有機強誘電体キャパシタの製造方法。 A method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor comprising a recording layer composed mainly of an organic ferroelectric material having crystallinity between a first electrode and a second electrode,
Forming the first electrode;
Forming a crystallized film composed mainly of the organic ferroelectric material in a crystalline state on the first electrode;
A liquid material containing the organic ferroelectric material is applied and dried on the surface of the crystallized film opposite to the first electrode, and the crystallinity is lower than the final crystallinity of the recording layer. Forming a low crystallinity film composed mainly of the organic ferroelectric material;
Forming the second electrode on a surface of the low crystallinity film opposite to the crystal film;
A step of crystallizing the organic ferroelectric material in the low crystallinity film and forming the recording layer integrally with the crystallized film. Method. 前記第１の電極を形成する工程では、前記第１の電極を基板上に形成する請求項１または２に記載の有機強誘電体キャパシタの製造方法。   3. The method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to claim 1, wherein in the step of forming the first electrode, the first electrode is formed on a substrate. 前記低結晶化度膜を結晶化するに際して、前記低結晶化度膜に対し熱処理を施すことにより、前記結晶化を行う請求項１ないし３のいずれかに記載の有機強誘電体キャパシタの製造方法。   4. The method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to claim 1, wherein when the low crystallinity film is crystallized, the low crystallinity film is subjected to a heat treatment to perform the crystallization. . 前記低結晶化度膜を結晶化するに際して、前記結晶化のための処理とともに、前記低結晶化度膜に電界を印加する請求項１ないし４のいずれかに記載の有機強誘電体キャパシタの製造方法。   5. The method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to claim 1, wherein when the low crystallinity film is crystallized, an electric field is applied to the low crystallinity film together with the treatment for crystallization. Method. 前記電界の印加は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加することにより行う請求項５に記載の有機強誘電体キャパシタの製造方法。   6. The method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to claim 5, wherein the electric field is applied by applying a voltage between the first electrode and the second electrode. 前記記録層の膜厚は、５〜５００ｎｍである請求項１ないし６のいずれかに記載の有機強誘電体キャパシタの製造方法。   The method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to claim 1, wherein the recording layer has a thickness of 5 to 500 nm. 前記有機強誘電体材料は、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンの重合体のうちの１種を単独または２種を組み合わせたものである請求項１ないし７のいずれかに記載の有機強誘電体キャパシタの製造方法。   The organic ferroelectric material is one of a copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene and a polymer of vinylidene fluoride, or a combination of two types. A method for producing an organic ferroelectric capacitor according to claim 1. 前記液状材料は、前記有機強誘電体材料を溶媒に溶解したものである請求項１ないし８のいずれかに記載の有機強誘電体キャパシタの製造方法。   9. The method of manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to claim 1, wherein the liquid material is obtained by dissolving the organic ferroelectric material in a solvent. 請求項１ないし９のいずれかに記載の有機強誘電体キャパシタの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする有機強誘電体キャパシタ。   An organic ferroelectric capacitor manufactured using the method for manufacturing an organic ferroelectric capacitor according to claim 1. 請求項１０に記載の有機強誘電体キャパシタを備えることを特徴とする有機強誘電体メモリ。   An organic ferroelectric memory comprising the organic ferroelectric capacitor according to claim 10. 請求項１０に記載の有機強誘電体キャパシタを備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the organic ferroelectric capacitor according to claim 10.
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