特許 7239689 生分解性高分子ナノ粒子を含むメモリ素子及びこの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-06

(45)【発行日】2023-03-14

(54)【発明の名称】生分解性高分子ナノ粒子を含むメモリ素子及びこの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H10B 99/00 20230101AFI20230307BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20230307BHJP

   H10K 10/88 20230101ALI20230307BHJP

   H10K 85/10 20230101ALI20230307BHJP

【ＦＩ】

H10B99/00 449

H01L21/316 A

H10K10/88

H10K85/10

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021518756

(86)(22)【出願日】2019-10-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-13

(86)【国際出願番号】 KR2019013007

(87)【国際公開番号】W WO2020071837

(87)【国際公開日】2020-04-09

【審査請求日】2021-06-07

(31)【優先権主張番号】10-2018-0118827

(32)【優先日】2018-10-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】508139664

【氏名又は名称】シージェイ チェイルジェダン コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＣＪ ＣＨＥＩＬＪＥＤＡＮＧ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】ＣＪ Ｃｈｅｉｌｊｅｄａｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，３３０，Ｄｏｎｇｈｏ－ｒｏ，Ｊｕｎｇ－ｇｕ，Ｓｅｏｕｌ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ Ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン・ホ・リ

(72)【発明者】

【氏名】ウォン・キュ・カン

(72)【発明者】

【氏名】ホン・サン・ジョン

【審査官】小山 満

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－０１０４８２０（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－０１０８５８０（ＫＲ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１４１９８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－３０３４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－５１３０９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｂ ９９／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３１６

Ｈ１０Ｋ ８５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層；充電／放電層、有機半導体層及び電極層を含み、
前記充電／放電層は、
シランマトリックス（ｓｉｌａｎｅ ｍａｔｒｉｘ）内に生分解性高分子ナノ粒子が分散された構造を含む、メモリ素子であって、前記生分解性高分子はポリアミノ酸を含み、前記ポリアミノ酸のアミノ酸は１つ以上のアミン基を有するものである、メモリ素子。

【請求項2】

シランマトリックスは、平均厚さが５ｎｍ以下である、請求項１に記載のメモリ素子。

【請求項3】

シランマトリックスは、（３－グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン［（３－Ｇｌｙｃｉｄｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ］を含む、請求項１に記載のメモリ素子。

【請求項4】

生分解性高分子ナノ粒子は、平均直径が５０ｎｍ以下である、請求項１に記載のメモリ素子。

【請求項5】

生分解性高分子は、ポリ－Ｌ－アルギニン（ｐｏｌｙ－Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ）、ポリヒスチジン（ｐｏｌｙｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）、ポリトリプトファン（ｐｏｌｙｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ）及びポリ－Ｌ－リシン（ｐｏｌｙ－Ｌ－ｌｙｓｉｎｅ）のうちいずれか１つである、請求項１に記載のメモリ素子。

【請求項6】

有機半導体層は、ペンタセン、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、ポリチエニレンビニレン及びオリゴチオフェンのうち１種以上を含むものである、請求項１に記載のメモリ素子。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載のメモリ素子を含む生体適合性電子素子。

【請求項8】

シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層に、シランマトリックス内に生分解性高分子ナノ粒子が分散された充電／放電層を形成する段階であって、前記生分解性高分子はポリアミノ酸を含み、前記ポリアミノ酸のアミノ酸は１つ以上のアミン基を有するものである段階；及び
充電／放電層に有機半導体層及び電極層を形成する段階を含む、メモリ素子の製造方法。

【請求項9】

シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層に、シランマトリックス内に生分解性高分子ナノ粒子が分散された充電／放電層を形成する段階は、
シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層にシランカップリング剤（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）との結合のためにＵＶ－オゾン（ＵＶ－ｏｚｏｎｅ）又は塩基処理を介してシランマトリックスを官能化する段階、及びシランマトリックスに生分解性高分子ナノ粒子溶液を塗布する段階を含む、請求項８に記載のメモリ素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生分解性高分子ナノ粒子を含むメモリ素子及びこの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近数年間、生体物質を用いてメモリ素子を製造する方法に対して研究と開発が進められており、特に、メモリ素子の静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を増大させるために充電／放電層に対する研究が活発に進められてきた。

【0003】

既存の電荷の充電／放電層に対する研究は、金属ナノ粒子を用いて研究を進行中であるが、生体適合性物質からなるメモリ素子に対する研究は不足していた。

【0004】

また、金属蒸着過程には、物理的に蒸着する真空熱蒸着法、スパッタリング法と化学的な蒸着法などがあるが、このような工程は難しく複雑であり、追加の工程などが要求されることにより、高価な装備が必要であるという問題がある。

【0005】

したがって、前記問題点を解決しながら、静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を増大させて効率的に電子素子に適用することができる生体適合性物質からなるメモリ素子に対する研究と開発が急を要する実情である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】韓国公開特許第２０１３－０１０４８２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、生体適合性メモリ素子（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）に適用可能な生分解性高分子ナノ粒子を含むメモリ素子を提供することにある。

【0008】

また、本発明は、既存の複雑な工程ではなく簡単な溶液工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって生分解性高分子ナノ粒子を含むメモリ素子を製造する方法を提供することに目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明は、一実施形態において、シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層；充電／放電層、有機半導体層及び電極層を含み、前記充電／放電層は、シランマトリックス内に生分解性高分子ナノ粒子が分散された構造を含むメモリ素子を提供する。

【0010】

また、本発明は、一実施形態において、前記メモリ素子を含む生体適合性電子素子（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）を提供する。

【0011】

また、本発明は、一実施形態において、シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層にシランマトリックス内に生分解性高分子ナノ粒子が分散された充電／放電層を形成する段階；及び充電／放電層に有機半導体層及び電極層を形成する段階を含むメモリ素子の製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によるメモリ素子を生体適合性電子素子（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）に適用時、半導体分野でより効率的に集積化が可能であり、シランカップリング剤（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を処理して形成されたシランマトリックスを含むことにより優れた静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を有するメモリ素子を提供することができる。

【0013】

また、本発明によるメモリ素子の製造方法は、溶液工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いるため、非常に簡単な方法でメモリ素子を製造することができるという長所がある。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明のメモリ素子を示した図である。

【図2】本発明のメモリ素子の一構成であるシリカを含むシリコン層を示した図である。

【図3】本発明のメモリ素子の一構成である充電／放電層を示した図である。

【図4】本発明の一実施形態であるメモリ素子の製造方法を示した図である。

【図5】実施形態によるメモリ素子の静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）－電圧（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ－Ｖｏｌｔａｇｅ；以下「Ｃ－Ｖ」）の測定結果を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有することができるので、特定の実施形態を図に例示して詳細な説明に詳しく説明する。

【0016】

しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解されなければならない。

【0017】

本発明において、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除するものではないと理解されなければならない。

【0018】

また、本発明の図は、説明の便宜のために拡大又は縮小して示されたものとして理解されなければならない。

【0019】

以下、本発明を詳しく説明する。

【0020】

メモリ素子（ｍｅｍｏｒｙ ｄｅｖｉｃｅ）
図１は、本発明のメモリ素子を示した図である。図を参照すると、本発明のメモリ素子１００は、シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層１０；充電／放電層２０、有機半導体層３０及び電極層４０を含む。

【0021】

図２は、本発明のメモリ素子の一構成であるシリカを含むシリコン層（ｓｉｌｉｃｏｎ ｌａｙｅｒ）を示した図である。図を参照すると、シリカを含むシリコン層１０、シリコン基板１１にシリカ層１２が蒸着されている。

【0022】

このとき、シリコン基板１１の種類は特に制限されるものではないが、ｐ型シリコン基板であってよい。

【0023】

シリカ層１２は、平均厚さが３００ｎｍ以下であってよく、具体的に、５から３００ｎｍ、１０から１００ｎｍ又は１０から３０ｎｍ範囲内の厚さを有してよい。

【0024】

シリコン基板１１にシリカ層１２を蒸着させることにより、ヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）で官能化（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）が可能であり、ＵＶ－オゾン（ＵＶ－ｏｚｏｎｅ）又は塩基処理によるヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）への官能化を介してシランカップリング剤（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）との結合が可能となる。

【0025】

図３は、本発明のメモリ素子の一構成である充電／放電層を示した図である。図を参照すると、充電／放電層２０は、シランマトリックス２１内に生分解性高分子ナノ粒子２２が分散された構造を含む。本明細書において、用語「充電」は、蓄電池又は二次電池に外部から電流が入っていくようにして貯蔵された電荷量を増加させることを意味し、用語「放電」は、充電と反対となる概念であって、蓄電池又は二次電池から電流が放出して貯蔵された電荷量を減少させることを意味し、用語「充電／放電層」は、充電／放電が可能な電荷を帯びる層を意味する。

【0026】

シランマトリックス２１は、平均厚さが５ｎｍ以下であってよく、具体的に、０．１から５ｎｍの範囲内であってよい。

【0027】

シランマトリックス２１は、シランカップリング剤（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を含み、その種類は特に制限されるものではないが、具体的に、（３－グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン［（３－Ｇｌｙｃｉｄｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ；以下、「ＧＰＴＭＳ」］であってよい。

【0028】

本発明のメモリ素子１００にシランマトリックス２１を含む場合、より高い電圧印加時に、メモリ効果が大きくなるという特性を示すことができ、メモリ素子の安定性を確保することができるという長所がある。

【0029】

本明細書における用語「生分解性高分子」は、少なくとも分解の一過程で生物の代謝が関与して低分子量化合物に変わる高分子物質を意味し、用語「ナノ粒子」は、少なくとも一次元が１００ｎｍ、つまり、千万分の１メートル以下の粒子を意味し、用語「生分解性高分子ナノ粒子」は、代謝関与を介して低分子量化合物に変わる高分子物質からなる１００ｎｍ以下の粒子を意味する。

【0030】

具体的に、生分解性高分子ナノ粒子２２は、シランカップリング剤（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）のエポキシ基と生分解性高分子に含まれているアミン基（ａｍｉｎｅｇｒｏｕｐ）との反応を介して形成されてシランマトリックス内に分散されており、このとき、生分解性高分子ナノ粒子２２の平均直径が５０ｎｍ以下であってよく、具体的に、１から５０ｎｍの範囲内であってよい。平均直径は、通常知られているレーザー回折法などの方法により測定されてよい。

【0031】

本発明のメモリ素子１００に生分解性高分子ナノ粒子２２を含む場合、生体適合性メモリ素子（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）に適用することができるという利点がある。

【0032】

生分解性高分子は、アミン基を１つ以上有するアミノ酸であれば大きく制限されず、具体的に、ポリ－Ｌ－アルギニン（ｐｏｌｙ－Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ）、ポリヒスチジン（ｐｏｌｙｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）、ポリトリプトファン（ｐｏｌｙｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ）及びポリ－Ｌ－リシン（ｐｏｌｙ－Ｌ－ｌｙｓｉｎｅ）のいずれか１つであってよい。本明細書における用語「ポリ－Ｌ－アルギニン（ｐｏｌｙ－Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ）」は、アルギニン単位当り１つのＨＣｌを有する量で荷電された合成ポリアミノ酸（Ｐｏｌｙ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ）を意味する。

【0033】

本明細書における用語「有機半導体」は、炭素物質から作られた半導体であって、有機化合物は大部分絶縁体であるが、一般的に有機半導体は、電離して電子を出しやすい物質と電子を受け取りやすい物質とを化合して分子化合物を作るときに得られる有機物質の結晶構造である外因性半導体を意味する。

【0034】

有機半導体層は、メモリ素子に適用できるものであれば特に制限されるものではなく、具体的に、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、ポリチエニレンビニレン及びオリゴチオフェンのうち１種以上を含んでよく、特に有機半導体層は２２個のπ結合からなるペンタセンを含んでよい。

【0035】

有機半導体層３０は、平均厚さが１００ｎｍ以下であってよく、１０から１００ｎｍの範囲内の厚さを有してよい。具体的に、有機半導体層３０は、１０から５０ｎｍの範囲内の厚さを有してよい。

【0036】

電極層４０は、メモリ素子に適用できるものであれば特に制限されるものではなく、具体的に、金（Ａｕ）電極層であってよく、平均直径が１００から５００μｍの金ドット（Ａｕ ｄｏｔ）を含み、金（Ａｕ）電極層の平均厚さは、１０から２００ｎｍであってよい。

【0037】

生体適合性電子素子（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）
また、本発明は、一実施形態において、メモリ素子を含む生体適合性電子素子を提供する。

【0038】

生体適合性電子素子（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）の構造及び構成要素などは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に既知なので、以下ではこれに対する詳細な説明は省略する。

【0039】

生体適合性電子素子（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）の構造及び構成要素に対しては、本発明の属する分野において通常の知識を有する者に既知の内容は、本発明の内容に合体される。

【0040】

メモリ素子の製造方法
また、本発明は、一実施形態において、シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層にシランマトリックス内に生分解性高分子ナノ粒子が分散された充電／放電層を形成する段階；及び充電／放電層に有機半導体層及び電極層を形成する段階を含むメモリ素子の製造方法を提供する。

【0041】

具体的に、図４は、本発明の一実施形態であるメモリ素子の製造方法を示した図である。図を参照すると、シリカ層（ＳｉＯ_２）１２が蒸着されたシリコン基板１１にＵＶ－オゾン（ＵＶ－ｏｚｏｎｅ）又は塩基で処理し、ヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）（－ＯＨ）で官能化させる（Ｓ１段階）。このとき、シリコン基板１１としては、ｐ型シリコン基板であってよく、シリカ層１２は１０から３００ｎｍの範囲内の厚さを有してよく、具体的に、シリカ層１２は３００ｎｍ以下の厚さを有してよく、具体的に、５から３００ｎｍ、１０から１００ｎｍ、又は１０から３０ｎｍ範囲内の厚さを有してよい。シリカ層１２の表面をヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）で官能化させるために用いられる塩基としては、特に制限されるものではないが、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用いるのが好ましい。

【0042】

ヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）で官能化されたシリコン層１０にシランカップリング剤（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を処理し、ヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）とシランカップリング剤（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）との結合を介してシランマトリックス２１を形成する（Ｓ２段階）。このとき、シランカップリング剤（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）は、その種類が特に制限されるものではないが、ＧＰＴＭＳであってよい。シランマトリックス２１は、平均厚さが５ｎｍ以下であってよく、具体的に、０．１から５ｎｍの範囲内であってよい。本発明のメモリ素子１００にシランマトリックス２１を含む場合、さらに高い電圧の印加時に、メモリ効果が大きくなるという特性を示すことがあり、メモリ素子の安定性を確保することができるという長所がある。

【0043】

その後、シランマトリックス２１に含まれているエポキシ基（ｅｐｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）と生分解性高分子に含まれているアミン基（ａｍｉｎｅ ｇｒｏｕｐ）との反応を介してシランマトリックス２１上に生分解性高分子ナノ粒子２２が分散され、生分解性高分子ナノ粒子の製造は溶液工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いる（Ｓ３段階）。このとき、生分解性高分子は、ポリ－Ｌ－アルギニン（Ｐｏｌｙ－Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ）であってよく、生分解性高分子ナノ粒子２２の平均直径が５０ｎｍ以下であってよく、具体的に、１から５０ｎｍの範囲内であってよい。本発明のメモリ素子１００に生分解性高分子ナノ粒子２２を含む場合、生体適合性メモリ素子（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）に適用することができるという利点がある。

【0044】

その後、生分解性高分子ナノ粒子２２に熱蒸発蒸着法を用い、有機半導体層３０及び電極層４０を蒸着して形成する（Ｓ４段階及びＳ５段階）。このとき、有機半導体層は、メモリ素子に適用できるものであれば特に制限されるものではなく、具体的に、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、ポリチエニレンビニレン及びオリゴチオフェンのうち１種以上を含んでよく、特に有機半導体層は２２個のπ結合からなるペンタセンを含んでよい。

【0045】

有機半導体層３０は、平均厚さが１００ｎｍ以下であってよく、１０から１００ｎｍの範囲内の厚さを有してよい。具体的に、有機半導体層３０は、１０から５０ｎｍの範囲内の厚さを有してよい。

【0046】

電極層４０は、メモリ素子に適用できるものであれば特に制限されるものではなく、具体的に、金（Ａｕ）電極層であってよく、平均直径が１００から５００μｍの金ドット（Ａｕ ｄｏｔ）を含み、金（Ａｕ）電極層の平均厚さは１０から２００ｎｍであってよい。

【0047】

以下、本発明である生分解性高分子ナノ粒子を含むメモリ素子及びこの製造方法を実施例及び実験例によってより詳しく説明する。

【0048】

但し、下記実施例及び実験例は、本発明である生分解性高分子ナノ粒子を含むメモリ素子及びこの製造方法を例示するものに過ぎず、本発明の内容が下記実施例及び実験例に限定されるものではない。

【0049】

実施例．メモリ素子の作製
１０ｎｍ厚さのシリカ層（ＳｉＯ_２）が蒸着されたｐ型シリコン基板（大きさ：１．５ｃｍ×３．０ｃｍ、厚さ：０．６Ｔ）の表面をＵＶ－オゾン（ＵＶ－ｏｚｏｎｅ）で処理し、シリカ層の表面をヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）で官能化させた。

【0050】

その後、ＧＰＴＭＳ溶液（エタノール中５％）に含浸させ、ヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）とＧＰＴＭＳとの反応を介してシランマトリックスを形成した（シランマトリックスの厚さ：約０．１から５ｎｍ）。

【0051】

シランマトリックスの表面にポリ－Ｌ－アルギニン（Ｐｏｌｙ－Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ）（Ｍｗ：１７００Ｄａ）を分散させるために、１時間穏やかにディップコーティング（ｄｉｐ ｃｏａｔｉｎｇ）した。ポリ－Ｌ－アルギニン（Ｐｏｌｙ－Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ）を最終濃度が２ｍｇ／ｍｌ（１ｍＭ）となるように添加した後、１時間ディップコーティングしてＧＰＴＭＳ層にポリ－Ｌ－アルギニン（Ｐｏｌｙ－Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ）ナノ粒子（直径：１～５０ｎｍ）を形成した（溶液工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ））。

【0052】

その後、ペンタセン半導体層（厚さ：５０～８０ｎｍ）及び金電極（金ドットの直径：５００μｍ、金電極の厚さ：１５０～２００ｎｍ）を熱蒸発蒸着法によって蒸着することでメモリ素子を製造した。

【0053】

実験例１．Ｃ－Ｖ特性の分析
１ＭＨｚの周波数でＨＰ Ａｇｉｌｅｎｔ ４２８４Ａを用いて実施例によるメモリ素子のＣ－Ｖ性能を測定し、その結果をそれぞれ図５に示した。

【0054】

具体的に、シリコンウェハ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａｆｅｒ）をグラウンド（ｇｒｏｕｎｄ）と仮定し、金（Ａｕ）電極に電圧を加えて変化する静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を確認した。－３Ｖで、３Ｖ、そして－３Ｖに２Ｖ電圧ずつ高め、±３Ｖ、±５Ｖ及び±７Ｖ電圧をスイープ（ｓｗｅｅｐ）し、静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を確認した。

【0055】

スイープ（ｓｗｅｅｐ）の模様が特定のヒステリシス（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）を形成することが見られる。より高い電圧の印加時に、メモリ効果が大きくなるという特性を示した。

【符号の説明】

【0056】

１００：メモリ素子
１０：シリカ（ＳｉＯ_２）を含むシリコン層
１１：シリコン層
１２：シリカ層
２０：充電／放電層
２１：シランマトリックス
２２：生分解性高分子ナノ粒子
３０：有機半導体層
４０：電極層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】