[发明专利]有机层图案及其形成方法以及包括该图案的有机存储装置

说明书

技术领域

本发明涉及形成有机层图案的方法、有机层图案以及包括该有机层图案的有机存储装置。另外的实施方案涉及形成有机层图案的方法、有机层图案以及包括该图案的有机存储装置，所述方法的特征在于通过在基底上涂敷包括聚酰亚胺类聚合物、光引发剂和交联剂的涂敷液并干燥所述基底而形成薄层，并对该薄层进行曝光和显影，所述聚酰亚胺类聚合物在其主链中具有包括杂原子的杂芳族侧基。

背景技术

随着近年来信息和通信产业的进步，对各种类型存储装置的需求日益增长。特别是，移动终端、智能卡、电子货币、数码相机、游戏机和/或MP3播放器的存储装置可为非易失性的，这意味着即使切断电源，写入其中的信息也不被删除。大多数这种非易失性存储器可为硅基闪存。

现有闪存可能面临一些限制，例如写入和擦除的频率受限，写入速度相对较慢，为获得增大的集成存储容量，存储芯片的生产成本由于精制步骤而增加，并且由于技术上的限制，现有闪存不可能进一步使存储芯片小型化。

随着对现有闪存的这种技术上的限制的暴露，对开发速度提高、容量增大、功耗减小以及价格下降的下一代非易失性存储装置的广泛研究正在积极进行中，以克服上述技术上的限制。

根据存储单元(即半导体内的基本单元)的材料，作为下一代存储器，有铁电RAM、磁性RAM、相变RAM、纳米管存储器、全息存储器和/或有机存储器。

在上述存储器之中，有机存储器可通过在原电极(primary electrode)和二次电极(secondary electrode)之间引入有机物质、对其施加电压并利用与该电压相应的阻抗值双稳定性来实现存储特性。有机存储器可为以下述方式制造的存储器，即电信号可可逆地改变原电极和二次电极之间的有机物质的阻抗，以写入并读出数据“0”和“1”。作为下一代存储器，这种有机存储器已引起了关注，这是因为这种有机存储器可改善现有闪存的缺点，即加工性能、生产成本和集成度，并同时保持非易失性特征。

图1为存储基质(memory matrix)的一个实施方案的示意性透视图，所述存储基质使用常规有机存储装置。如图1所示，所述存储基质可在适当的基底，例如玻璃和/或硅上制造。这种存储基质可包括原电极10和二次电极30，以及它们之间的有机有源层20。在这种结构中，形成于原电极10和二次电极30交点处的存储单元可提供双稳定性特征。对于这种存储单元阵列的制造，可能存在图案化有机有源层以及电极的需要。随着有机存储装置变得小型化并且高度集成化，将有机有源层图案化为所需的形状和大小可能变得更加重要。

在图案化有机存储装置的有机有源层的常规方法中，在有机有源层为单分子时，可通过热沉积或电子束沉积具体化荫罩(shadow mask)，在有机有源层为聚合物时，可使用单独的光致抗蚀剂通过蚀刻步骤形成图案。例如，后面一种方法的实现是通过在玻璃基底的整个表面上涂敷导电材料形成下电极(lower electrode)、在其上涂敷包括有机有源层材料的光致抗蚀剂组合物、以及利用光致抗蚀剂掩模选择性地蚀刻以及图案化有机有源层。然而，这种光致抗蚀剂方法是不适宜的，因为其工艺复杂并且由于使用相对昂贵的设备而增加了成本。

作为图案化有机层的其它方法，可有软平版印刷法和喷墨法。在这些方法中，软平版印刷法可通过下述方法形成图案：将水溶性光敏树脂组合物溶于水，将其涂敷在玻璃基底表面上并干燥该基底，经由荫罩对所得光致抗蚀剂层进行曝光并对其进行显影，通过除去未曝光区域在玻璃基底上形成光固化图案，在其整个表面上涂敷光吸收材料并对其进行干燥，以及剥除其上的光固化图案和光吸收材料。然而，因为这种软平版印刷方法利用了热或光固化有源层的机理，所以可能存在对原料选择的限制。

同时，喷墨方法具有些许缺点，这是因为喷墨方法由于喷嘴堵塞，技术上不能应用于形成亚微米图案并且可能难以选择合适的溶剂并保持恒定的浓度。

发明内容

因而，考虑了相关技术领域中出现的上述问题而实现了本发明，并且本发明提供了形成有机层图案的方法，该方法可在不经历复杂工艺例如光刻胶的情况下形成精细的有机有源层图案。本发明提供了有机有源层和包括该有机有源层的有机存储装置。

根据本发明，形成有机层图案的方法可包括通过在基底上涂敷包括聚酰亚胺类聚合物、光引发剂和交联剂的涂敷液形成薄层，干燥所述基底，经由具有所需图案的光掩模对所形成的薄层进行曝光，通过对被曝光薄层进行显影除去该薄层的未曝光区域而由此在其上形成负性图案(negativepattern)，所述聚酰亚胺类聚合物在其聚酰亚胺主链中具有包括杂原子的杂芳族侧基。