[發(fā)明專利]微小開關及使用其的電子設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780007514.1
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN108496251B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: 上代洋;永井徹;木下健太郎
• 申請（專利權）人: 日本制鐵株式會社;國立大學法人鳥取大學
• 主分類號: H01L27/105
• 分類號: H01L27/105;H01L27/28;H01L45/00;H01L49/00;H01L51/05
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張楠

一種微小開關，其特征在于，其由第1電極、第2電極及多孔性高分子金屬絡合物導電體構成，上述多孔性高分子金屬絡合物導電體以下述式(1)表示，構成上述第1電極的金屬與構成上述第2電極的金屬的氧化還原電位不同。[ML_x]_n(D)_y(1)，其中，M表示選自元素周期表的2～13族中的金屬離子，L表示在其結構內含有2個以上的可與上述M配位的官能團且可與2個上述M交聯(lián)的配體，D表示不包含金屬元素的導電性助劑。x為0.5～4，y相對于1個x為0.0001～20。n表示由[ML_x]構成的結構單元的重復數(shù)，n為5以上。

技術領域

本發(fā)明涉及由含有導電性助劑的多孔性高分子金屬絡合物(PCP： PorousCoordination Polymer)形成的多孔性高分子金屬絡合物導電體及利 用了其的微小開關以及利用了其的電子設備。

本申請基于2016年1月22日在日本申請的特愿2016-010864號及特 愿2016-010865號而主張優(yōu)先權，并將其內容援引于此。

背景技術

本申請說明書中使用的“開關”是指具有通過某些方法能夠變化的多個 穩(wěn)定狀態(tài)、且通過使各個穩(wěn)定狀態(tài)與例如“0”、“1”對應來保持數(shù)據(jù)的機構。 作為微小開關的一種有存儲器，如果是作為存儲器的一種的DRAM (Dynamic Random Access Memory，動態(tài)隨機存取存儲器)，則通過使電容 器被充電的狀態(tài)和空的狀態(tài)分別與“1”、“0”對應來實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，如果是 快閃(Flash)存儲器，則通過使在浮動門中注入有電荷的狀態(tài)和沒有注入 電荷的狀態(tài)分別與“1”、“0”對應來實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲。這些微小開關類作為個 人計算機和移動設備等的記錄材料被廣泛利用，微小開關類的特性承擔著 決定利用它們的設備的性能那樣重要的作用。

微小開關的最大問題是就現(xiàn)有材料而言特性改善接近極限。對于微小 開關的特性改善，廣泛采用了微細化的方法。這是由于：越進行微細化， 則耗電的降低、響應速度的提高、由高度集成化帶來的高功能化、小型輕 量化越成為可能。作為微細化方法，一般利用了光刻技術，但本技術也存 在光的波長這樣的固有的臨界值，據(jù)說目前使用的微小開關的進一步小型 化是困難的。此外，既然采用通過電荷是否進入了浮動門來進行判斷的方 式，就通過數(shù)個電子來進行判斷的以往方式而言，因存在漏電路徑(leak path)而數(shù)據(jù)消失等問題是不可避免的，在這一意義上也給高性能化帶來界 限。作為高性能化的方法，研究了將元件層疊的方法，當然層疊化需要高 端的技術，會產生成品率的降低、制造成本的問題等。

為了即使將形狀微細化而電流也不會流出，還有利用氮化膜來防止電 荷的泄漏的方法，但是既然使用起因于上述的光波長的界限的光刻技術， 則微細化存在界限。

也有不是利用現(xiàn)有材料的微細化、而利用新型的機理來開發(fā)更高性能 的開關的動向。例如作為下一代的快閃存儲器，可列舉出MRAM (Magnetoresistive Random AccessMemory，磁阻式隨機存取存儲器)、 PRAM(Phase Change Random Access Memory，相變隨機存取存儲器)、 ReRAM(Resistance Random Access Memory，電阻式隨機存取存儲器)。MRAM存在結構復雜、成品率低、制造成本高等問題。PRAM利用緩冷、 急冷來進行開關，在原理上不能說速度極限高。ReRAM雖然在目前沒有被 實用化，但是基于形成金屬納米線的機理的存儲器，若使大電流流過、即 作為開關使用，則能夠期待穩(wěn)定的動作，由于在結構上簡易，所以還可期 待制造成本的降低、容易層疊化等。

多孔性高分子金屬絡合物(PCP：Porous Coordination Polymer)是由金 屬離子和有機配體得到的具有納米水平的細孔的結晶性固體，由于各種金 屬離子、有機配體的組合及骨架結構的多樣性，考慮了氣體吸附、分離材 料、催化劑、傳感器、醫(yī)藥品等各種應用。