專(zhuān)利名稱(chēng)：可切換存儲(chǔ)二極管－新存儲(chǔ)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致有關(guān)存儲(chǔ)單元，尤有關(guān)一種與一個(gè)二極管成為一體的存儲(chǔ)單元(memory cell)。
背景技術(shù)：
可攜式計(jì)算機(jī)及電子裝置的激增及更多的使用率已大幅提高了對(duì)存儲(chǔ)單元的需求。數(shù)字相機(jī)、數(shù)字音樂(lè)播放器、及個(gè)人數(shù)字助理等的裝置通常試圖采用大容量的存儲(chǔ)單元(例如，閃存、Smart Media記憶卡、或Cmpact Flash記憶卡等大容量的存儲(chǔ)單元)。通常可在各種儲(chǔ)存裝置中采用存儲(chǔ)單元。儲(chǔ)存裝置包括諸如硬盤(pán)機(jī)、光驅(qū)及對(duì)應(yīng)的媒體、及數(shù)字激光視盤(pán)(Digital Video Disk；簡(jiǎn)稱(chēng)DVD)機(jī)等的長(zhǎng)時(shí)間性?xún)?chǔ)存媒體。所述長(zhǎng)時(shí)間性?xún)?chǔ)存媒體通常在較低的成本但比其它類(lèi)型的儲(chǔ)存裝置較慢的速度下儲(chǔ)存大量的資料。儲(chǔ)存媒體也包括存儲(chǔ)裝置，而存儲(chǔ)裝置通常是(但非必然是)短時(shí)間性?xún)?chǔ)存媒體。
此外，通?？蓪⒋鎯?chǔ)單元再細(xì)分為易失性及非易失性的類(lèi)型。易失性存儲(chǔ)單元在沒(méi)有電源時(shí)通常將失掉其信息，且通常需要定期性的更新周期，以便保持其信息。易失性存儲(chǔ)單元包括諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)(Random Access Memory；簡(jiǎn)稱(chēng)RAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)(DRAM)、及靜態(tài)機(jī)存取存儲(chǔ)(SRAM)等的存儲(chǔ)單元。不論是否保持對(duì)裝置的供電，非易失性存儲(chǔ)單元都可保持其信息。非易失性存儲(chǔ)單元的例子包括只讀存儲(chǔ)(ROM)、可程序只讀存儲(chǔ)(Programmable Read OnlyMemory；簡(jiǎn)稱(chēng)PROM)、可抹除可程序只讀存儲(chǔ)(Erasable ProgrammableRead Only Memory；簡(jiǎn)稱(chēng)EPROM)、電氣可抹除可程序只讀存儲(chǔ)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory；簡(jiǎn)稱(chēng)EEPROM)、及快閃EEPROM等的存儲(chǔ)單元。易失性存儲(chǔ)單元通常系在比非易失性存儲(chǔ)單元低的成本下提供較快速的作業(yè)。然而，為了保持信息，通常必須更新所儲(chǔ)存的資料；亦即，必須周期性地將每一電容充電或放電，以便維持該電容的被充電或被放電狀態(tài)。各更新作業(yè)之間所容許的最大時(shí)間取決于構(gòu)成陣列中的存儲(chǔ)單元的電容的電荷儲(chǔ)存能力。存儲(chǔ)裝置制造商通常指定可保證存儲(chǔ)單元中的資料保持的更新時(shí)間。因此，可對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的每一存儲(chǔ)單元進(jìn)行資料的存取或“讀取”、“寫(xiě)入”、及“抹除”。存儲(chǔ)單元將信息維持在也被稱(chēng)為“0”及“1”的“關(guān)閉”或“開(kāi)啟”狀態(tài)(例如，限于2種狀態(tài))。通常尋址到存儲(chǔ)裝置，以便擷取一個(gè)指定數(shù)目的字節(jié)(例如，每一字節(jié)有8個(gè)存儲(chǔ)單元)。對(duì)于易失性存儲(chǔ)裝置而言，必須周期性地更新存儲(chǔ)單元，以便維持所述存儲(chǔ)單元的狀態(tài)。通常利用可執(zhí)行這些功能且可切換并維持這兩種狀態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造此種存儲(chǔ)裝置。通常利用諸如結(jié)晶硅裝置等的無(wú)機(jī)固態(tài)技術(shù)來(lái)制造所述裝置。存儲(chǔ)裝置中所采用的常見(jiàn)半導(dǎo)體裝置是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor；簡(jiǎn)稱(chēng)MOSFET)。
因?yàn)閷?duì)信息儲(chǔ)存的愈來(lái)愈大的需求，所以存儲(chǔ)裝置開(kāi)發(fā)者及制造商持續(xù)地嘗試增加存儲(chǔ)裝置的速度及儲(chǔ)存擷取(例如，增加寫(xiě)入/讀取速度)。于此同時(shí)，為了達(dá)到高儲(chǔ)存密度，制造商通常將重點(diǎn)放在微縮半導(dǎo)體裝置的尺寸(例如，在次微米的水平上)。然而，形成在燒錄存儲(chǔ)單元陣列時(shí)通常需要的各種晶體管類(lèi)型的控制裝置將提高成本，且降低了電路設(shè)計(jì)的效率。
因此，目前需要克服前文所述與傳統(tǒng)裝置相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
下文中提供本發(fā)明的一簡(jiǎn)化摘要，以提供對(duì)本發(fā)明的一種或多種面向的基本了解。該摘要并不是本發(fā)明的大規(guī)模的概述。其目的并不是識(shí)別本發(fā)明的關(guān)鍵性或緊要的組件，也不是描述本發(fā)明的范圍。其唯一目的只是以一簡(jiǎn)化的形式提供本發(fā)明的某些觀(guān)念，作為將于后文中提供的更詳細(xì)的說(shuō)明的前言。
本發(fā)明提供形成與一個(gè)存儲(chǔ)成為一體的二極管組件的系統(tǒng)及方法，其中一個(gè)二極管組件使用一有源層(例如，一聚合物層)及一無(wú)源層(例如，一超離子薄膜)，而所述兩層具有不對(duì)稱(chēng)的P/N特性，以便產(chǎn)生二極管功能。此種二極管組成部分可減少存儲(chǔ)單元陣列的電力消耗，且同時(shí)進(jìn)一步使各二極管相互隔離，以便可個(gè)別地?zé)涀鳛樵撽嚵械囊徊糠值拇鎯?chǔ)單元。
根據(jù)本發(fā)明的一局面，該有源層及無(wú)源層配置可形成具有兩端點(diǎn)且呈現(xiàn)可切換的“導(dǎo)通(ON)”特性的組成部分、或具有電隔離特性的正向二極管組件，且該二極管組件同時(shí)可與一存儲(chǔ)單元成一體。該有源層可包含有機(jī)材料(例如，共軛聚合物以及具有N或P型特性的相關(guān)化學(xué)化合物)、無(wú)機(jī)材料、半導(dǎo)體材料、以及各種包容化合物(inclusioncompound)(例如，TiSe2)。該無(wú)源層及二極管可被夾在兩電歐姆接觸面(ohmic contact plane)之間。此外，可摻雜該二極管，以便得到所需的電阻系數(shù)特性，并可對(duì)與該二極管組件相關(guān)聯(lián)的必須臨界值特性(threshold properties)進(jìn)行尚稱(chēng)精確的調(diào)整。由于采用了所述二極管組件，所以本發(fā)明可減少若干晶體管型電壓控制。此外，可在晶圓表面上得到可增加電路設(shè)計(jì)可用的晶粒空間量的聚合物存儲(chǔ)單元的有效率配置。
在本發(fā)明的一例示局面中，可將該二極管組件用來(lái)作為存儲(chǔ)單元陣列的一部分。該有源層可以是聚合物層，且該無(wú)源層可以是有助于離子的供應(yīng)及接受及(或)電子及空穴的遷移的超離子材料薄膜層。該有源層及無(wú)源層可被夾在兩歐姆接觸面(例如，具有線(xiàn)性的電壓-電流關(guān)系)之間，且所述電阻接觸面可額外地將離子供應(yīng)給該無(wú)源層。因此，可將狀態(tài)改變電壓施加到作為該陣列的一部分的單一存儲(chǔ)單元，以便將該存儲(chǔ)單元燒錄到所需狀態(tài)。該二極管組件的厚度及成分可決定必須的臨界電壓。
根據(jù)本發(fā)明的一局面，該二極管組成部分可燒錄個(gè)別的存儲(chǔ)單元，因而可得以制造大幅減少存儲(chǔ)單元所需的晶體管數(shù)目的被動(dòng)存儲(chǔ)單元陣列。因此，可大幅微縮采用本發(fā)明的二極管組成部分的陣列的尺寸。同樣地，可大幅減少此種陣列的電力消耗。
為了達(dá)到前文所述及相關(guān)的目的，本發(fā)明因而包含將于后文中完整說(shuō)明的特征。下文的說(shuō)明及附圖詳細(xì)地述及了本發(fā)明的某些例示局面。然而，這些局面只是象征可采用本發(fā)明原理的多種方式中的少數(shù)幾種方式。若參閱下文中對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，并配合附圖，將可易于了解本發(fā)明的其它局面、優(yōu)點(diǎn)、及新穎的特征。為了有助于圖式的閱讀，在各圖式之間，或在附圖中，并不一定按照比例繪制某些圖式。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一局面的與存儲(chǔ)單元成為一體的一個(gè)二極管組件。
圖2表示采用根據(jù)本發(fā)明的一局面的集成二極管的一存儲(chǔ)陣列。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一局面的具有集成二極管的一存儲(chǔ)陣列的示意圖。
圖4表示具有與可切換二極管成為一體且處于關(guān)閉狀態(tài)的特定存儲(chǔ)單元。
圖5表示與存儲(chǔ)單元整合的一個(gè)二極管在“導(dǎo)通(ON)”及“不導(dǎo)通(OFF)”狀態(tài)時(shí)的例示電流-電壓圖(500)。
圖6(a)至6(d)表示第4圖所示與存儲(chǔ)成為一體的可切換二極管的各作業(yè)階段時(shí)的離子濃度。
圖7表示具有成為一體的可切換二極管且處于關(guān)閉狀態(tài)且又采用一肖特基接觸面的存儲(chǔ)單元。
圖8(a)至8(d)表示具有圖7所示肖特基接觸面的可切換二極管的各作業(yè)階段時(shí)的離子濃度。
圖9(a)至9(c)表示用于具有成為一體的一個(gè)二極管的存儲(chǔ)單元的各種組態(tài)的示意燒錄系統(tǒng)。
圖10表示具有作為存儲(chǔ)單元的一部分的集成二極管的存儲(chǔ)裝置，而該存儲(chǔ)裝置采用根據(jù)本發(fā)明的一局面而具有交叉形狀的各電極線(xiàn)。
圖11表示根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
茲將參照附圖而說(shuō)明本發(fā)明，其中在整份說(shuō)明書(shū)中將相同的代號(hào)用來(lái)表示類(lèi)似的組件。在下文的說(shuō)明中，為了便于解說(shuō)，述及了許多特定的細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的徹底了解。然而，顯然可在無(wú)須這些特定細(xì)節(jié)的情形下實(shí)施本發(fā)明。在其它的情況中，以方塊圖的形式示出一些習(xí)知的結(jié)構(gòu)及裝置，以便有助于說(shuō)明本發(fā)明。
在本說(shuō)明書(shū)的用法中，術(shù)語(yǔ)“推論(inference)”通常意指利用一組經(jīng)由事件(event)及(或)資料以取得的觀(guān)測(cè)值而推論或推斷系統(tǒng)、環(huán)境、及(或)使用者的狀態(tài)的程序。例如，可將推論用來(lái)識(shí)別一特定的環(huán)境或行動(dòng)，或者推論可產(chǎn)生各狀態(tài)的一機(jī)率分布。推論可以是機(jī)率性的，亦即，系根據(jù)對(duì)資料及事件的一考慮而計(jì)算出所涉及的各狀態(tài)的一機(jī)率分布。推論亦可意指將一組事件及(或)資料用來(lái)構(gòu)成更高階事件所使用的技術(shù)。此種推論利用一組所觀(guān)測(cè)的事件及(或)所儲(chǔ)存的事件資料而形成新事件或行動(dòng)的結(jié)構(gòu)，不論所述事件是否在時(shí)間接近度上密切相關(guān)，也不論所述事件及資料是否來(lái)自一個(gè)或數(shù)個(gè)事件及資料來(lái)源，上述的推論都依然成立。
本發(fā)明提供采用一有源層及一無(wú)源層而形成一個(gè)二極管組件(例如，一個(gè)兩端點(diǎn)二極管組成部分)的系統(tǒng)及方法，其中該無(wú)源層及該有源層具有相反的P/N特性，以便產(chǎn)生一個(gè)二極管結(jié)(diode junction)。首先請(qǐng)參閱圖1，圖中示出根據(jù)本發(fā)明的一局面的一個(gè)二極管組件。二極管組件(100)包含被夾在諸如形式為兩個(gè)外部電極連接面的兩個(gè)歐姆接觸面之間的有源層(102)及無(wú)源層(104)(例如，超離子薄膜)。該無(wú)源層及該有源層具有相反的P/N特性，并產(chǎn)生一個(gè)二極管結(jié)(106)。也可由于諸有源層(102)與無(wú)源層(104)材料間之功函數(shù)(work function)差異，及(或)由于這兩層(102)與(104)間之電荷改變，而在這兩層之間產(chǎn)生此種二極管結(jié)。當(dāng)有源層(102)受到諸如電壓或電流等的刺激時(shí)，該有源層亦可改變阻抗?fàn)顟B(tài)(例如，自一高電阻值改變至一低電阻值)?？捎捎袡C(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、以及包容化合物(例如，TiSe2)構(gòu)成該有源層。此外，形成該有源層的活性分子或分子團(tuán)可以是諸如在接受到電場(chǎng)及(或)光照射時(shí)將改變特性的下列材料(例如，可離子化的官能基)中的一種材料硝基、胺基、環(huán)戊二烯基、二硫雜環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊二烯(methyilcyclopentadienyl)、雙戊二烯基(fulvalenediyl)、茚基、芴基、環(huán)二(巴拉刈-對(duì)-伸苯基)(Cyclobis(paraquat-p-phenylene))、聯(lián)吡啶鎓、吩噻嗪、重氮芘(diazapyrenium)、苯甲腈、苯甲酸酯、苯甲醯胺、咔唑、二苯并一硫二烯伍圜、硝基苯、氨基苯磺酸、胺基苯甲酸酯(amonobenzanate)、以及具有氧化還原活性金屬的分子單元；茂金屬(鐵、釩、鉻、鈷、及鎳等的金屬)絡(luò)合物、多吡啶金屬(釕及鋨等的金屬)絡(luò)合物。
在本發(fā)明的另一局面中，有源層(102)可包含諸如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚硅烷、聚苯乙烯、聚呋喃、聚吲哚、聚薁、聚亞苯基、聚嘧啶、聚聯(lián)嘧啶、聚苯二甲藍(lán)、聚噻吩(polysexithiofene)、聚(硅酮基半四氮雜卟啉)(poly(siliconoxohemiporphyrazine))、聚(鍺酮基四氮雜卟啉)(poly(germaniumoxohemiporphyrazine))、聚(亞乙二氧基噻吩)(poly(ethylenedioxythiophene))、以及具有活性分子團(tuán)的相關(guān)衍生物等的聚合物。我們當(dāng)了解，亦可采用其它適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)化合物，這些化合物包括烴；具有施主及受主特性的有機(jī)分子(N-乙基咔唑、四硫基并四苯(tetrathiotetracene)、四硫基雙戊烯(tetrathiofulvalene)、四氰基對(duì)苯醌二甲烷、四環(huán)氰基乙烯、以及二硝基-正苯基等的有機(jī)分子)；金屬有機(jī)絡(luò)合物(雙-二苯基甲酮(bisdiphenylglyoxime)、雙-正伸苯基二亞胺(bisorthophenylenediimine)、以及四重氮-四甲基薁(tetraaza-tetramethylannulene)等的絡(luò)合物)；卟啉、苯二甲藍(lán)、十六氟苯二甲藍(lán)、以及其具有活性分子團(tuán)的衍生物，只要在有源層(102)與無(wú)源層(104)之間維持相反的P/N功能以便產(chǎn)生二極管結(jié)(106)即可。
在本發(fā)明的一相關(guān)局面中，該有源層可包含聚合物聚苯乙炔(polyphenilacetylene)+四氯對(duì)醌(chloranil)、或四氰基對(duì)醌二甲烷、或二氯二氰基醌(dichlordicyanoquinone)分子，(可以旋轉(zhuǎn)涂布法自溶液沉積所述材料)；苯二甲藍(lán)銅(可以熱沈積法沉積該材料至大約30埃至1000埃的厚度)；十六氟苯二甲藍(lán)銅、非晶碳或鈀(可以磁控共焦濺鍍法在該有源層的上表面上沉積所述材料)；具有N-咔唑基丙基(N-carbazolylpropyl)官能基的聚硅烷；具有環(huán)戊二烯基的聚噻吩聚合物(可以旋轉(zhuǎn)涂布法自溶液沉積該材料)；具有環(huán)戊二烯基的聚硅烷；具有胺基的聚硅烷；具有烷基胺基的聚噻吩；具有環(huán)戊二烯基烷基的聚噻吩；composite含有聚二苯乙炔(polydiphenilacetylene)且含有咔唑基官能基及二硝基正苯基(DNP)的復(fù)合材料；聚乙烯二氧噻吩、以及含有三氟甲基磺酸鋰(LiCF3SO3)鹽的多孔鐵電體(聚乙烯(polyvinyline)的氟化物)、含有咔唑基官能基及二硝基-正苯基(DNP)的聚苯炔；聚乙烯二氧噻吩、以及六氰基亞鐵化鉀鹽。因此，只要維持有源層(102)與無(wú)源層(104)間之相反的P/N功能，即可產(chǎn)生本發(fā)明的二極管結(jié)(106)。
如圖1所示，可在無(wú)源層(104)之上形成有源層(102)，以便在這兩層之間產(chǎn)生一個(gè)二極管界面?？衫萌舾煞N適當(dāng)?shù)募夹g(shù)使有源層(102)成形。一種此類(lèi)技術(shù)涉及自無(wú)源層(104)以有機(jī)層的形式生長(zhǎng)有源層(102)。另一種技術(shù)可以是涉及沉積該材料及溶劑的混合物然后自下方的襯底或電極去除該溶劑的旋涂(spin-on)技術(shù)。同樣地，亦可采用化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition；簡(jiǎn)稱(chēng)CVD)技術(shù)。通常，CVD可包括低壓化學(xué)氣相沉積(Low Pressure Chemical Vapor Deposition；簡(jiǎn)稱(chēng)LPCVD)、電漿增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition；簡(jiǎn)稱(chēng)PECVD)、以及高密度化學(xué)氣相沉積(High DensityChemical Vapor Deposition；簡(jiǎn)稱(chēng)HDCVD)。
在本發(fā)明的一相關(guān)局面中，也可由諸如小有機(jī)分子及共軛聚合物等的共軛有機(jī)材料構(gòu)成有源層(102)。如果該有機(jī)層是聚合物，則該共軛有機(jī)聚合物的聚合物主鏈可縱長(zhǎng)地延伸于歐姆接觸面(101)與(105)之間(例如，通常大致垂直于所述電阻接觸面的內(nèi)接面)。該共軛有機(jī)分子可以是線(xiàn)狀的或是有支鏈的，因而該主鏈保持其共軛本質(zhì)。此種共軛分子的特征在于所述分子具有重疊的π軌道，且所述分子呈現(xiàn)兩種或更多種共振結(jié)構(gòu)。共軛有機(jī)材料的該共軛本質(zhì)有助于控制與該二極管相關(guān)聯(lián)的特性。
關(guān)于這一點(diǎn)，有源層(102)的共軛有機(jī)材料具有釋放及接受電荷(空穴及(或)電子)的能力。一般而言，該共軛有機(jī)分子具有至少兩種比較穩(wěn)定的氧化-還原狀態(tài)。這兩種比較穩(wěn)定的狀態(tài)可讓共軛有機(jī)聚合物在與具有相反電荷的無(wú)源層相互作用時(shí)釋放及接受電荷。此外，當(dāng)采用CVD技術(shù)時(shí)，通常不需要使該有機(jī)分子的一個(gè)或多個(gè)末端官能化即可將該有機(jī)分子接著到無(wú)源層(104)。有時(shí)，此種有機(jī)分子可有在有源層(102)的共軛有機(jī)聚合物與無(wú)源層(104)之間形成的一化學(xué)鍵。
在本發(fā)明的一特定局面中，被用來(lái)作為該有源層的有機(jī)材料可以是環(huán)形結(jié)構(gòu)的或非環(huán)形結(jié)構(gòu)的。對(duì)于諸如有機(jī)聚合物等的某些情形而言，有機(jī)材料可于形成或沈積期間自行組合。共軛有機(jī)聚合物的例子包括下列材料中的一種或多種聚乙炔(順式或反式)；聚苯乙炔(順式或反式)；聚二苯乙炔；聚苯胺；聚(對(duì)-亞苯基乙烯)；聚噻吩；聚卟啉；卟啉大環(huán)、硫醇基衍生聚卟啉；聚對(duì)苯基；聚醯亞胺；諸如聚二茂鐵；聚苯二甲藍(lán)的聚茂金屬；聚亞乙烯基；以及聚苯乙烯(polystiroles)等的材料。此外，可以一適當(dāng)?shù)膿诫s劑摻雜，而修改該有機(jī)材料的特性。
在一個(gè)例示局面中可形成有源層(102)的該有機(jī)層具有一個(gè)適當(dāng)?shù)暮穸?，且該厚度系取決于被制造的二極管的所選擇的實(shí)施方式。部分地可形成有源層(102)的該有機(jī)聚合物層的某些適當(dāng)?shù)睦竞穸确秶谴笥诨虻扔诖蠹s0.001微米(μm)且小于或等于大約5微米；大于或等于大約0.01微米且小于或等于大約2.5微米；以及大于或等于大約0.05微米且小于或等于大約1微米。同樣地，無(wú)源層(104)可以有可根據(jù)被制造的二極管的實(shí)施方式而改變的一適當(dāng)厚度。無(wú)源層(104)的適當(dāng)厚度之某些例子可以是大于或等于大約2埃()且小于或等于大約0.1微米的一厚度；大于或等于大約10埃且小于或等于大約0.01微米的一厚度；以及大于或等于大約50埃且小于或等于大約0.005微米的一厚度。
根據(jù)本發(fā)明的一局面，可利用真空熱蒸鍍、濺鍍、或采用一有機(jī)金屬(Metal Organic；簡(jiǎn)稱(chēng)MO)前驅(qū)物的電漿增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積。可監(jiān)視并控制該沉積工藝，以便尤其有助于將導(dǎo)電性促進(jìn)化合物沉積到所需的厚度。
此外，無(wú)源層(104)有助于將電荷載子(例如，電子或空穴)及(或)金屬離子注入到有源層(102)，并增加有源層(102)中電荷載子及(或)金屬離子中的濃度，因而可修改有源層(102)的導(dǎo)電系數(shù)。
無(wú)源層(104)可包含至少一種具有釋放及接受電荷(空穴及(或)電子)的能力的導(dǎo)電性促進(jìn)化合物。一般而言，該導(dǎo)電性促進(jìn)化合物具有可讓該導(dǎo)電性促進(jìn)化合物釋放及接受電荷的至少兩種比較穩(wěn)定的氧化-還原狀態(tài)。無(wú)源層(104)亦應(yīng)可釋放及接收離子?？捎糜跓o(wú)源層(104)的其它導(dǎo)電性促進(jìn)化合物的例子包括下列化合物中的一種或多種氧化鎢(WO3)、氧化鉬(MoO3)、及硒化鈦(TiSe2)等的化合物。
在某些情形中，無(wú)源層(104)于形成有源層(102)可被用來(lái)作為一催化劑。關(guān)于這一點(diǎn)，共軛有機(jī)分子的主干(backbone)可于開(kāi)始時(shí)在鄰接無(wú)源層(104)之處形成，并以離開(kāi)且大致垂直于無(wú)源層表面的方式生長(zhǎng)或組合。因此，該共軛有機(jī)分子的該主鏈可沿著通過(guò)兩個(gè)歐姆接觸面(例如，電極)的一方向而自行對(duì)準(zhǔn)?？梢猿练e工藝(例如，熱沉積、PVD、以及無(wú)選擇性的CVD等的工藝)，或以將預(yù)先沈積的薄銅層硫化的方式，而形成無(wú)源層(104)。
茲參閱圖2，圖中示出采用根據(jù)本發(fā)明的一局面的二極管組件的半導(dǎo)體裝置陣列(200)的俯視圖。通常在硅晶圓上形成該陣列，且該陣列包含多個(gè)被稱(chēng)為位線(xiàn)的行(column)(202)、以及多個(gè)被稱(chēng)為字線(xiàn)的列(row)(204)。所述位線(xiàn)及字線(xiàn)可被連接到存儲(chǔ)組件的上及下金屬層。位線(xiàn)及字線(xiàn)的交叉點(diǎn)構(gòu)成一特定存儲(chǔ)單元的地址?？蛇x擇并傳送信號(hào)到該陣列中的適當(dāng)?shù)男屑傲?例如，分別經(jīng)由一行地址選通脈沖(columnaddress strobe)CAS(206)及一列地址選通脈沖(row address strobe)RAS(208)，而將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元(例如，儲(chǔ)存為一個(gè)0或一個(gè)1)。本發(fā)明的二極管組件減輕了對(duì)燒錄該陣列中之存儲(chǔ)單元時(shí)采用晶體管-電容對(duì)之需求。例如，當(dāng)已選擇要燒錄存儲(chǔ)單元(214)時(shí)，將與存儲(chǔ)單元(214)交叉的適當(dāng)?shù)奈痪€(xiàn)(208)及字線(xiàn)(210)激勵(lì)到所需功能(例如，讀取、寫(xiě)入、抹除)必須的一適當(dāng)電壓位準(zhǔn)?？v然沿著位線(xiàn)(208)及字線(xiàn)(210)存在有其它的存儲(chǔ)單元，但是只有在適當(dāng)?shù)奈痪€(xiàn)(208)及字線(xiàn)(210)的交叉點(diǎn)上的存儲(chǔ)單元(214)實(shí)際改變至適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。例如，可能是兩個(gè)電壓位準(zhǔn)改變的結(jié)合改變了存儲(chǔ)單元(214)的狀態(tài)。單一的位線(xiàn)電壓位準(zhǔn)或單一的字線(xiàn)電壓位準(zhǔn)都不足以燒錄被連接到這些線(xiàn)的其它裝置。因此，只有同時(shí)被連接到這兩條線(xiàn)的裝置(214)可超過(guò)與本發(fā)明的一存儲(chǔ)單元整合的二極管組件所設(shè)定的臨界電壓位準(zhǔn)。因此，可調(diào)整其它位線(xiàn)及字線(xiàn)的二極體組件，使所述存儲(chǔ)單元于這些程序期間通常不會(huì)受到干擾。此種將二極管組件嵌入存儲(chǔ)單元的方式減少了作為燒錄一陣列的存儲(chǔ)單元的一部分的若干晶體管型電壓控制，例如，減少了可能必須被配置在不同層的若干分立式或外部二極管。因此，可制造以與存儲(chǔ)組件成為一體的方式建構(gòu)的二極管，此種方式可有效率地將存儲(chǔ)單元配置在晶圓表面上，且同時(shí)增加了可用于電路設(shè)計(jì)的晶?？臻g量(die space)。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一局面的存儲(chǔ)陣列的另一示意圖。所示的陣列(300)具有將要被燒錄的存儲(chǔ)單元成為一體的二極管組件(例如，與其存儲(chǔ)單元整的二極管(312))。多個(gè)電壓源(例如，(318)、(320))可對(duì)各位線(xiàn)(例如，(304))及字線(xiàn)(例如，(308))進(jìn)行操作，以便改變所指定的存儲(chǔ)單元的狀態(tài)?？刂平M成部分(330)可控制這些電壓源，并將所需的存儲(chǔ)單元燒錄到一指定值(例如，燒錄具有與其整合的二極管(312)的存儲(chǔ)單元)，同時(shí)少使用晶體管型組件。該控制組成部分可進(jìn)一步包含一個(gè)人工智能組成部分(340)，用以燒錄存儲(chǔ)單元。例如，可經(jīng)由一個(gè)自動(dòng)分類(lèi)系統(tǒng)及程序而協(xié)助該燒錄。該分類(lèi)可采用基于機(jī)率及(或)統(tǒng)計(jì)的分析(例如，將分析公用程序及成本列入考慮因素)，以便預(yù)測(cè)或推論需要自動(dòng)執(zhí)行的行動(dòng)。例如，可采用支持向量機(jī)(Support Vector Machine；簡(jiǎn)稱(chēng)SVM)分類(lèi)器。分類(lèi)器通常是將輸入屬性向量x＝(x1，x2，x3，x4，xn)映像到該輸入屬于一類(lèi)別的信賴(lài)水準(zhǔn)的函數(shù)，亦即，f(x)＝cofidence(class)。其它的分類(lèi)方法包括貝氏網(wǎng)絡(luò)、決策樹(shù)、以及提供可采用的不同無(wú)相關(guān)性型樣的機(jī)率分類(lèi)模型。在本說(shuō)明書(shū)中所使用的分類(lèi)也包括用來(lái)發(fā)展優(yōu)先級(jí)模型的統(tǒng)計(jì)回歸(statistical regression)。
我們當(dāng)了解，本發(fā)明可采用以明確方式訓(xùn)練的(例如，經(jīng)由一般性訓(xùn)練資料)分類(lèi)器、以及以含蓄方式訓(xùn)練的(例如，經(jīng)由觀(guān)察系統(tǒng)行為、接收外來(lái)信息)分類(lèi)器，因而系將分類(lèi)器用來(lái)根據(jù)一預(yù)定的準(zhǔn)則而自動(dòng)決定要選擇哪些區(qū)域。例如，關(guān)于SVM，我們當(dāng)了解亦可使用諸如單層貝氏網(wǎng)絡(luò)(Naive Bayes)、貝氏網(wǎng)絡(luò)、決策樹(shù)、及其它學(xué)習(xí)模型等的其它分類(lèi)器模型；且系經(jīng)由一分類(lèi)建構(gòu)器內(nèi)的一學(xué)習(xí)或訓(xùn)練階段、以及特征選擇模塊而設(shè)定SVM的組態(tài)。
下文的說(shuō)明系有關(guān)二極管組件的典型作業(yè)，且該作業(yè)可提供對(duì)了解本發(fā)明的各種面向有幫助的討論。通常，二極管是一種被一個(gè)結(jié)(junction)隔離的兩區(qū)域裝置(two-region device)。二極管可讓電流通過(guò)或阻止電流通過(guò)。系由被稱(chēng)為偏壓的電壓位準(zhǔn)及極性決定是否讓電流通過(guò)。一般而言，當(dāng)所施加電壓的極性與結(jié)上的二極管區(qū)域之極性相配時(shí)，將該二極管視為處于順向偏壓，而容許電流流過(guò)。當(dāng)極性相反時(shí)，將該二極管視為處于逆向偏壓，而阻止電流流過(guò)。可將所施加的電壓升高到迫使該結(jié)崩潰的一位準(zhǔn)，而使電流在處于逆向偏壓的二極管中流過(guò)。當(dāng)所施加的電壓位準(zhǔn)再度降低到造成結(jié)崩潰所需的位準(zhǔn)以下時(shí)，可再度停止電流的流過(guò)。
一般而言，可使用理想二極管方程式表示電流與電壓間的關(guān)系
ID=IS(eqVDnkT-1)]]>其中ID是流經(jīng)二極管的電流，VD是二極管兩端間的電壓。此外，IS是逆向飽和電流(當(dāng)二極管處于逆向偏壓(亦即，VD是負(fù)的)時(shí)，流經(jīng)該二極管的電流，q是電子的電荷(10-19C)，k是波茲曼常數(shù)(Boltzman’constant)(1.38×10-23J/°K)，T＝以愷氏溫度(Kelvin)為單位的結(jié)溫度，且n是發(fā)射系數(shù)(emission coefficient)。
雖然處于逆向偏壓的二極管理想上是不導(dǎo)電的，但是由于有少數(shù)載子存在，所以當(dāng)施加電壓時(shí)，仍然有小電流流經(jīng)半導(dǎo)體結(jié)?？梢韵率奖硎究偰嫦螂娏鱆s=qDpτpni2ND+qniWτn]]>其中Dp是空穴擴(kuò)散系數(shù)，τp及τn是空乏區(qū)中之空穴及電子的有效生命周期常數(shù)。逆向電流是中性區(qū)中的擴(kuò)散電流成分及空乏區(qū)中之產(chǎn)生電流的總和。該擴(kuò)散電流是由于通過(guò)材料的電荷濃度之改變。上式的第二項(xiàng)來(lái)自通過(guò)一能帶間隙內(nèi)出現(xiàn)的深層的電荷的發(fā)射。此外，W是空乏區(qū)的寬度，ni是本質(zhì)密度，ND是施體密度。
用來(lái)形成一個(gè)二極管結(jié)的兩種材料之功函數(shù)決定了該結(jié)上形成的位能屏障(potential barrier)。系將功函數(shù)定義為真空能階與費(fèi)米能階EF間之能量差。舉例而言，假設(shè)將一金屬層及一n型半導(dǎo)體層用來(lái)形成本發(fā)明的二極管層。因此，以qχm表示該金屬層的功函數(shù)，并以q(χ+Vn)表示該半導(dǎo)體層的功函數(shù)，其中 χ是該半導(dǎo)體的電子親和力，Vn是傳導(dǎo)能帶Ec的底部與真空能階間的差異。此外，qVn是Ec與費(fèi)米能階間的能量差。
例如，當(dāng)一金屬層與一半導(dǎo)體層接觸時(shí)，電荷可自該半導(dǎo)體層流到該金屬層。通常，該半導(dǎo)體是n型，因而該半導(dǎo)體的功函數(shù)小于該金屬的功函數(shù)。當(dāng)這兩層間的距離減小時(shí)，在金屬表面上積聚了較多的負(fù)電荷。于此同時(shí)，該半導(dǎo)體中存在有數(shù)量相同但極性相反的電荷。當(dāng)這兩層間的距離大約等于原子間的距離時(shí)，電子可穿透該間隙。以下式表示位能屏障高度qψBn的限制值qψBn＝q(ψm-χ)位能屏障高度因而是該金屬的功函數(shù)與該半導(dǎo)體的電子親和力間的差異。我們當(dāng)了解，前文所述的公式提供了對(duì)二極管層的各種屬性之基本了解。熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者當(dāng)可了解，前文的說(shuō)明提供了對(duì)二極管特性的基本了解。
請(qǐng)參閱圖4，圖中示出具有與其整合的可切換二極管且處于關(guān)閉狀態(tài)的特定存儲(chǔ)單元。該關(guān)閉狀態(tài)代表該裝置的電阻值是高的且通常并無(wú)載子可在有源層與無(wú)源層之間進(jìn)行電荷交換的一種狀態(tài)。如前文所詳述的，該例示存儲(chǔ)單元包含可呈現(xiàn)N-特性的超離子(被動(dòng))層、以及具有P型特性的有源層。我們當(dāng)了解，本發(fā)明不受此限制，且其它的配置(例如，具有P型特性的無(wú)源層以及具有N型特性的有源層)也是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。該有源層可以是輕度摻雜的層，且利用一個(gè)適當(dāng)?shù)膿诫s技術(shù)(例如，砷摻雜及磷摻雜等的摻雜技術(shù))摻雜該有源層。也設(shè)有通常提供兩好的電氣接觸的電阻接觸面作為電極連接的一部分。此種配置提供了可作成一體可切換存儲(chǔ)裝置的一部分的PN結(jié)。
圖5示出與存儲(chǔ)單元整合的一個(gè)二極管在“導(dǎo)通(ON)”及“不導(dǎo)通(OFF)”狀態(tài)時(shí)的一例示電流-電壓圖(500)。如圖所示，與“導(dǎo)通”狀態(tài)比較時(shí)，在“不導(dǎo)通”狀態(tài)下的一任意電流需要有一較高的電壓?？蛇x擇一電流并量測(cè)一各別電壓(反之亦然)，而區(qū)分“導(dǎo)通”及“不導(dǎo)通”狀態(tài)。因此，采用根據(jù)本發(fā)明的二極管時(shí)，將有助于阻擋并未設(shè)有與存儲(chǔ)單元整合的二極管時(shí)會(huì)沿著負(fù)電壓方向的電流，因而本發(fā)明之存儲(chǔ)單元可呈現(xiàn)與原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的一電流-電壓圖。如前文所述，此種阻擋存儲(chǔ)裝置處于備用或中性狀態(tài)的電力之方式可減少電力消耗，且可進(jìn)一步燒錄作為一陣列的一部分的所需存儲(chǔ)單元。
如圖所示，線(xiàn)(501)的斜率通常反映了電路的限流電阻(例如，反映了可由所施加的電壓及與該存儲(chǔ)組成部分串聯(lián)的電阻的組合改變的負(fù)載線(xiàn))。該線(xiàn)示出在切換該裝置時(shí)的典型轉(zhuǎn)變狀態(tài)。
如果以依循“不導(dǎo)通”狀態(tài)(實(shí)線(xiàn))之方式沿著箭頭(502)的方向增加電壓，而得到寫(xiě)入電壓臨界值(Vwrite)，則具有成一體的二極管裝置的存儲(chǔ)單元自低電阻值的一“不導(dǎo)通”狀態(tài)切換到高電阻值的一“導(dǎo)通”狀態(tài)。然后，依循代表二極管特性的開(kāi)啟狀態(tài)的一路徑(虛線(xiàn))沿著箭頭(503)的方向?qū)㈦妷褐禍p少到負(fù)電壓值以及逆向漏電流。然后，可得到一抹除電壓臨界點(diǎn)(Verase)，然后如箭頭(504)所示，可將該裝置自一“導(dǎo)通”狀態(tài)切換到一“不導(dǎo)通”狀態(tài)。然而，如果在該抹除臨界電壓之前使電壓反向，則該電流-電壓線(xiàn)將沿著與箭頭(503)相反的方向折返“導(dǎo)通”狀態(tài)。此外，如果沿著負(fù)電壓方向超過(guò)了該抹除臨界電壓，則任何電壓反向通常將依循該“不導(dǎo)通”狀態(tài)曲線(xiàn)，且將提高對(duì)應(yīng)的臨界寫(xiě)入電壓。讀取臨界電壓可位于Verase與Vwrite之間的任何位置，且通常可位于讀取作業(yè)時(shí)只需要較小電力消耗之處。一般而言，視聚合物存儲(chǔ)單元的制造方式及燒錄方法而定，寫(xiě)入電壓可介于1伏特與l0伏特之間，且抹除電壓可介于-0.5伏特與-5伏特之間。我們當(dāng)了解，視負(fù)載電阻值及限流方式而定，可得到通過(guò)線(xiàn)(501)上用來(lái)界定在不同電阻值的情形下的其它導(dǎo)通狀態(tài)的一些預(yù)定點(diǎn)的一系列的曲線(xiàn)(圖中未示出)，因而提供了該裝置的多位作業(yè)。因此，可為一存儲(chǔ)單元界定多個(gè)導(dǎo)通狀態(tài)。
圖6(a)至6(d)示出第4圖所示與存儲(chǔ)成一體的可切換二極管的各作業(yè)階段時(shí)之離子濃度。圖6(a)示出在可將一有限量的離子加入有源層的一起始工藝之后的處于不導(dǎo)通狀態(tài)的離子濃度。然后，該裝置在圖6(b)中進(jìn)入開(kāi)啟狀態(tài)，其中是以灰階(gray scale)的方式示出離子的分布。在超離子材料(611)與有源層材料(612)之間的界面(620)上，存在有高濃度的離子，當(dāng)沿著箭頭(626)且朝向電極(630)的方向延伸時(shí)，該濃度逐漸降低。此種離子濃度梯度提供了該裝置中的導(dǎo)電系數(shù)。然后在圖6(c)中，當(dāng)將極性顛倒而得到一抹除臨界電壓時(shí)，即在(625)處產(chǎn)生了一空乏區(qū)，且高濃度的離子進(jìn)一步移到右方(627)(黑帶進(jìn)一步移到右方)。因而提供了高電阻值，此種情形的發(fā)生通常不是因?yàn)槿鄙匐x子，而是因?yàn)樵?625)處產(chǎn)生的空乏區(qū)。逐漸地，或者當(dāng)施加一較高的電壓時(shí)，所述高濃度的離子可離開(kāi)該有源層。例如，如圖6(d)所示，高電壓可造成與存儲(chǔ)裝置成一體的該可切換二極管的硬式抹除(hard erase)，而在該可切換二極管中產(chǎn)生高電阻值。
圖7示出具有與其成一體的可切換二極管且處于關(guān)閉狀態(tài)且又采用一肖特基接觸而的存儲(chǔ)單元。通常，當(dāng)采用半導(dǎo)體材料(本質(zhì)半導(dǎo)體材料或輕度摻雜的半導(dǎo)體材料)時(shí)，此種配置有助于得到適當(dāng)?shù)亩O管結(jié)。例如，此種肖特基接觸面可提供較佳的設(shè)計(jì)彈性，其中可使用各種材料，以便修改出所需的特性，例如，當(dāng)采用具有本質(zhì)半導(dǎo)體材料或輕度摻雜的半導(dǎo)體材料的有源層時(shí)，可得到所需的電氣特性、功函數(shù)、及位能屏障等的特性。
圖8(a)至8(d)表示可切換肖特基二極管的作業(yè)順序，其中系以灰階的方式示出各作業(yè)階段時(shí)的離子濃度。離子的供應(yīng)及交換主要發(fā)生在肖特基接觸面(電極(830))與有源層(812)之間的界面上。圖8(a)示出在可將有限量的離子加入該有源層的一起始工藝之后的處于關(guān)閉狀態(tài)的離子濃度。然后，該裝置在圖8(b)中進(jìn)入開(kāi)啟狀態(tài)，其中系以灰階之方式示出離子的分布。在超離子材料(811)與有源層材料(812)之間的界面(820)上，存在有高濃度的離子，當(dāng)沿著箭頭(826)且朝向電極(830)的方向延伸時(shí)，該濃度逐漸降低。此種離子濃度梯度提供了該裝置中之導(dǎo)電系數(shù)。然后在圖8(c)中，當(dāng)將極性顛倒而得到抹除臨界電壓時(shí)，即在鄰接該肖特基接觸面的(825)處產(chǎn)生了一空乏區(qū)，且高濃度的離子進(jìn)一步移到左方(827)(黑帶進(jìn)一步移到左方)。逐漸地，或者當(dāng)施加一較高的電壓時(shí)，所述高濃度的離子可離開(kāi)該有源層。例如，如圖8(d)所示，高電壓可造成與存儲(chǔ)裝置整合的該可切換二極管的硬式抹除，而在該可切換二極管中產(chǎn)生高電阻值。
圖9(a)至9(c)表示用于作為陣列(圖中未示出)的一部分的存儲(chǔ)單元(911)的各種組態(tài)的示意燒錄系統(tǒng)，該存儲(chǔ)單元(911)具有與其成為一體的一個(gè)二極管(914)，且圖中表示出控制微處理器系統(tǒng)(920)?？刂葡到y(tǒng)(920)可以是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)經(jīng)過(guò)適當(dāng)程序設(shè)計(jì)的一般用途計(jì)算機(jī)的一部分，且亦可采用多個(gè)各別的專(zhuān)用可程序集成電路裝置或其它邏輯裝置，而實(shí)施該控制系統(tǒng)(920)?？稍诓僮魃蠈⑵渌男畔@示裝置(例如，監(jiān)視器及顯示器等的裝置)以及使用者輸入裝置連接到該處理器的輸入/輸出接口。控制系統(tǒng)(920)可主動(dòng)地追蹤并控制存儲(chǔ)單元(911)的燒錄狀態(tài)。例如，微處理器系統(tǒng)(920)可提供被施加到存儲(chǔ)單元(911)的諸如電壓等的燒錄信號(hào)，并偵測(cè)隨即發(fā)生的流經(jīng)該存儲(chǔ)單元的電流。當(dāng)該電流被偵測(cè)到處于代表存儲(chǔ)單元(911)的一特定電阻值的預(yù)定值時(shí)，可移除該電壓，且停止燒錄?？衫帽容^器(924)將該電流與參考值比較，而完成上述的偵測(cè)。因此，可將存儲(chǔ)單元(911)燒錄到預(yù)定狀態(tài)。通常對(duì)此種存儲(chǔ)單元而言，上電極(912)及下電極(918)將各種其它的有源層及無(wú)源層夾在中間，而有源層亦可包括各種發(fā)光材料，例如發(fā)光結(jié)構(gòu)、光電阻、或光傳感器?？捎芍T如鋁、鉻、銅、鍺、金、鎂、錳、銦、鐵、鎳、鈀、鉑、銀、鈦、鋅、上述金屬的合金、氧化銦錫、多晶硅、摻雜非晶硅、以及金屬硅化物等的導(dǎo)電材料構(gòu)成電極(例如，(912)、(918))?？捎糜谠搶?dǎo)電材料的例示合金包括Hastelly、Kovar、Invar、Monel、Inconel、黃銅、不銹鋼、鎂銀合金、以及各種其它合金。如圖所示，可在電極(912)與(918)之間的任何位置形成二極管(914)。
可根據(jù)實(shí)施方式及所建構(gòu)的存儲(chǔ)裝置而改變所述電極的厚度。然而，某些例示厚度范圍包括大于或等于大約0.01微米且小于或等于大約10微米；大于或等于大約0.05微米且小于或等于大約5微米；及(或)大于或等于大約0.1微米且小于或等于大約1微米?？梢源绞綄⒅T如半導(dǎo)體層、聚合物層、及無(wú)源層等的各層置于所述電極之間。
請(qǐng)參閱圖10，圖中示出包含具有根據(jù)本發(fā)明的一局面而配置的集成二極管的多個(gè)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)裝置(1000)的三維圖。存儲(chǔ)裝置(1000)包含多個(gè)電極(1002)及多個(gè)第二電極(1004)，其中可在所述電極之間制造采用了前文所述的具有集成二極管的被動(dòng)及主動(dòng)材料的存儲(chǔ)單元配置(1006)。以大致垂直的方式示出該多個(gè)電極(1002)及(1004)，但是其它的方位也是可行的。此種微電子存儲(chǔ)裝置可包含數(shù)目極多的存儲(chǔ)單元，且同時(shí)可有助于產(chǎn)生一被動(dòng)陣列，其中各存儲(chǔ)單元可相互隔離，且可個(gè)別地?zé)浉鞔鎯?chǔ)單元。
可在一般需要存儲(chǔ)的任何裝置中采用具有集成二極管的此種存儲(chǔ)單元。例如，可將具有集成二極管的存儲(chǔ)裝置用于計(jì)算機(jī)、電器、工業(yè)設(shè)備、手持裝置、電訊設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、研發(fā)設(shè)備、運(yùn)輸工具、以及雷達(dá)/衛(wèi)星裝置等的裝置。手持裝置(尤其是手持電子裝置)由于存儲(chǔ)裝置的小尺寸及較輕的重量而實(shí)現(xiàn)了更佳的可移植性。手持裝置的例子包括細(xì)胞式電話(huà)(cell phone)及其它雙向通訊裝置、個(gè)人數(shù)字助理、呼叫器、筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)、遙控器、錄像機(jī)及錄音機(jī)、收音機(jī)、小型電視機(jī)及上網(wǎng)機(jī)、以及照相機(jī)等的手持裝置。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一局面的方法。雖然此處將本方法示出且描述為代表各種事件及(或)行動(dòng)的一系列方塊，但是本發(fā)明并不受所示這些方塊的順序的限制。例如，根據(jù)本發(fā)明，除了此處所示的順序之外，可按照不同的順序發(fā)生某些行動(dòng)或事件，及(或)以與其它行動(dòng)或事件同時(shí)的方式發(fā)生發(fā)生某些行動(dòng)或事件。此外，并非所有所示的方塊、事件、或行動(dòng)都是實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的一方法所必要的。此外，我們當(dāng)了解，可以與集成電路制造的一沉積及蝕刻工藝、及(或)一鑲嵌填充及研磨工藝相關(guān)聯(lián)的方式，以及與本說(shuō)明書(shū)中并未示出或說(shuō)明的其它系統(tǒng)及裝置相關(guān)聯(lián)的方式，實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的例示方法及其它方法。
開(kāi)始時(shí)，在步驟(1102)中，可在晶圓表面上沈積前文中詳述的控制組成部分電路。該控制組成部分可有助于燒錄被用來(lái)作為本發(fā)明的存儲(chǔ)單元陣列的一部分之各存儲(chǔ)單元。然后，在步驟(1104)中，沉積下電阻接觸層，諸如作為前文中詳述的內(nèi)聯(lián)機(jī)的一部分，而該下電阻接觸層可被用來(lái)作為系為該陣列的一部分的存儲(chǔ)單元的下電極。然后，在步驟(1106)中，沉積具有不對(duì)稱(chēng)的PN特性的被動(dòng)媒體及主動(dòng)媒體的各層，以便形成與存儲(chǔ)單元整合的二極管結(jié)。在步驟(1108)中，可在該堆棧層之上沉積上電阻接觸層，諸如作為內(nèi)聯(lián)機(jī)的一部分，用以將該存儲(chǔ)單元連接到存儲(chǔ)單元陣列電路的其它部分。
雖然已參照些例示面向而示出且說(shuō)明了本發(fā)明，但是我們當(dāng)了解，其它熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者在參閱且了解本說(shuō)明書(shū)及附圖之后，將可作出等效的改變及修改。尤其有關(guān)前文所述的組成部分(組合件、裝置、電路、及系統(tǒng)等的組成部分)所執(zhí)行的各種功能，除非另有指示，否則用來(lái)描述這些組成部分的術(shù)語(yǔ)(包括參照到一“裝置”)將對(duì)應(yīng)于用來(lái)執(zhí)行所述的組成部分的指定功能的任何組成部分(例如，在功能上等效的組成部分)，縱然后者組成部分在結(jié)構(gòu)上并不等效于用來(lái)執(zhí)行本說(shuō)明書(shū)中示出的本發(fā)明的例示面向中的功能的所揭示的結(jié)構(gòu)，也是對(duì)應(yīng)于后者組成部分。就這一點(diǎn)而言，我們亦當(dāng)了解，本發(fā)明包含用來(lái)執(zhí)行本發(fā)明的各種方法的行動(dòng)及(或)事件的一種系統(tǒng)、以及具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令之計(jì)算機(jī)可讀取的媒體。此外，在詳細(xì)說(shuō)明或申請(qǐng)專(zhuān)利范圍中用到術(shù)語(yǔ)“包括”(“includes”、“including”)、具有(“has”、“having”)、以及上述術(shù)語(yǔ)的變體時(shí)，所述術(shù)語(yǔ)將是類(lèi)似術(shù)語(yǔ)“包含”(“comprising”)而具有包含性的。
工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明的方法及系統(tǒng)適用于半導(dǎo)體處理及制造的領(lǐng)域。例如，可將本發(fā)明用來(lái)制造中央處理單元以及其中包括非易失性存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)裝置。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)單元(100)，包含有源層(102)，可根據(jù)自那里的離子、電子及空穴的至少其中之一當(dāng)接受到外部電場(chǎng)及光照射的其中之一時(shí)的遷移而改變狀態(tài)，該狀態(tài)指示信息內(nèi)容；以及有助于將電荷供應(yīng)到該有源層(102)的無(wú)源層(104)，該無(wú)源層(104)及該有源層(102)產(chǎn)生pn結(jié)(106)，作為與該存儲(chǔ)單元(100)成為一體的二極管的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)單元(100)，其中該有源層(102)包含自下列材料的至少其中之一選出的材料有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、半導(dǎo)體材料以及包容化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)單元(100)，其中該有源層(102)包含下列材料的至少其中之一聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚硅烷、聚苯乙烯、聚呋喃、聚吲哚、聚薁、聚亞苯基、聚嘧啶、聚聯(lián)嘧啶、聚苯二甲藍(lán)、聚六噻吩、聚(硅酮基半四氮雜卟啉)、聚(鍺酮基半四氮雜卟啉)以及聚(亞乙二氧基噻吩)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)單元(100)，其中該有源層(102)包含下列材料的至少其中之一烴；具有施主及受主特性的有機(jī)分子、金屬有機(jī)絡(luò)合物；卟啉、苯二甲藍(lán)以及十六氟苯二甲藍(lán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)單元(100)，其中該有源層(102)包含自含下列材料的組中選出的有機(jī)材料聚乙炔、聚苯乙炔、聚二苯乙炔、聚苯胺、聚(對(duì)-亞苯基乙烯)、聚噻吩、聚卟啉、卟啉大環(huán)、硫醇衍生聚卟啉、聚茂金屬、聚二茂鐵、聚苯二甲藍(lán)、聚亞乙烯基以及聚苯乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)單元(100)，其中該有源層(102)包含自含下列材料的組中選出的材料電偶極振子、聚合物鐵電團(tuán)簇、無(wú)機(jī)鐵電體、鹽、堿、酸以及水分子。
7.一種存儲(chǔ)裝置(911)的制造方法，該方法根據(jù)電子-空穴移動(dòng)通過(guò)無(wú)源層(104)及有源層(102)而操作，包含下列步驟在襯底上形成第一電極(918)；在該第一電極(918)上形成該無(wú)源層(104，916)；在該無(wú)源層(104，916)上形成該有源層(102)，使得在其間產(chǎn)生pn結(jié)(106)；以及在該有源層(102)上形成第二電極(912)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包含下列步驟通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成該有源層(102)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包含下列步驟將電壓施加到該有源層(102)，以設(shè)定該存儲(chǔ)裝置(911)的阻抗?fàn)顟B(tài)，該阻抗?fàn)顟B(tài)代表信息內(nèi)容。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包含下列步驟將流經(jīng)該存儲(chǔ)裝置(911)的電流與預(yù)定值比較。
全文摘要
本發(fā)明提供用來(lái)形成與存儲(chǔ)單元(100)整合的一個(gè)二極管組成部分以便有助于燒錄由存儲(chǔ)單元構(gòu)成的存儲(chǔ)單元陣列(300)的系統(tǒng)及方法。該二極管組成部分可以是設(shè)有具有不對(duì)稱(chēng)的半導(dǎo)電特性的無(wú)源層(104)及有源層(102)的存儲(chǔ)單元(100)的PN結(jié)(106)的一部分。此種配置減少了若干晶體管型電壓控制及相關(guān)聯(lián)的電力消耗，同時(shí)可以燒錄作為被動(dòng)陣列的一部分的個(gè)別存儲(chǔ)單元(100)。此外，該系統(tǒng)提供晶圓表面上的存儲(chǔ)單元的有效率的配置，且增加了電路設(shè)計(jì)可用的空間量。
文檔編號(hào)H01L51/40GK101023539SQ200580022534
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者J·H·克里格, S·斯皮策 申請(qǐng)人:斯班遜有限公司