多层硫属化物、存储或开关器件。该器件包括位于第一端子和第二端子之间的活性区。该活性区包括第一层和第二层，其中层之一是包括操作组分和促进剂组分的异质层。另一层可以是均质层或异质层。在示例性实施方案中，操作组分是硫属化物或相变材料，促进剂组分是绝缘或介电材料。促进剂组分的掺入提供了有益性能特性，如复位电流的降低或定型要求的最小化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用作电和光学存储器和开关的硫属化物材料。本专利技术更特别涉及在硫属化物材料和电触点之间具有改进的界面的硫属化物器件。本专利技术最特别涉及多层材料结构，其改进的界面提供改进的操作特性，如下列至少一种降低的原始电阻、降低的RW4、更高的10年保留温度、更快的编程速度、更好的与电阻"加热器"电极的欧姆接触、提高的在置位电阻和复位电阻之间的范围、降低的编程能量要求、改进的置位电阻和复位电阻值在循环寿命内的一致性和延长的循环寿命。
技术介绍
硫属化物材料是新兴的一类商业电子材料，其表现出转换、存储、逻辑和处理功 能。S. R. 0vshinsky在1960年代开发出硫属化物材料的基本原理，从那时起，其本人和全世 界另一些人的大量努力已引起硫属化物材料基础科学的发展及其应用领域的扩展。 硫属化物器件中的早期研究证明了电转换行为，其中在施加等于或高于活性硫 属化物材料阈电压的电压时诱发从阻态向导态的转换。这一效应是双向阈值开关(0TS) 的基础并仍然是硫属化物材料的重要实际特性。0TS以超快转换速度提供高度可再现 的转换超过1013个周期。0TS的基本原理和操作特性陈述在美国专利Nos. 3， 271， 591 ; 5， 543， 737 ;5， 694， 146 ;和5， 757， 446中(它们的公开内容经此引入本文作为参考)；以及 在若干期干'J文章中，包括"Reversible Electrical Switching Phenomena inDisordered Structures 〃 ， Physical Review Letters, 第21巻，第1450-1453页(1969)， S. R. 0vshinsky著；〃 Amorphous Semiconductors for Switching, Memory, and Imaging Applications 〃 ， IEEE Transactions on ElectronDevices，第ED_20巻，第91-105页 (1973) ， S. R. 0vshinsky和H. Fritzsche著(它们的公开内容经此引入本文作为参考)。 硫属化物材料的另一重要用途是在电和光学存储器件中。 一种类型的硫属化物存 储器件采用可用于该材料的宽范围电阻值作为存储操作的基础。各电阻值对应于该硫属化 物材料的不同结构状态，可以选择一种或多种状态并用于限定操作存储状态。硫属化物材 料表现出结晶态或相以及非晶态或相。硫属化物材料的不同结构状态在给定体积或区域的 硫属化物材料中结晶和非晶相的相对比例方面不同。电阻值的范围通常受该硫属化物材料的置位态和复位态的限制。置位态是低电阻结构状态，其电性质主要受该硫属化物材料的 结晶部分控制，复位态是高电阻结构状态，其电性质主要受该硫属化物材料的非晶部分控 制。 硫属化物存储材料的各存储状态对应于不同的电阻值，且各存储电阻值表示唯一 的信息内容。在操作时，可如下将硫属化物材料编程为特定存储状态提供具有适当幅度和 持续时间的电流脉冲以将该硫属化物材料转化成具有所需电阻范围的该结构状态。通过控 制向硫属化物材料提供的能量，可以控制一定体积的该材料内结晶和非晶相区域的相对比 例，并由此控制该硫属化物材料的结构(和存储)状态以存储信息。 各存储状态可以通过提供该状态特有的电流脉冲来编程，且各状态可以通过测量 电阻而以非破坏性方式识别或读取。不同状态之间的编程完全可逆，且该存储器件的写入 编程周期数极大，读取周期数几乎无限，以提供稳健和可靠的操作。目前在市场上刚开始 出现的OUM(双向通用(或合一)存储器(0vonic Universal (or Unified)Memory))器件 中利用硫属化物材料的可变电阻存储功能。OUM型器件的基本原理和操作陈述在例如美国 专利Nos. 6， 859， 390 ;6， 774， 387 ;6， 687， 153 ;和6， 314， 014中(它们的公开内容经此引入 本文作为参考)；以及在若干期刊文章中，包括"Low Field Amorphous State Resistance and Threshold Voltage Drift inChalcogenide Materials"，发表于IEEE Transactions on Electron Devices,第51巻，第714—719页(2004) ， Pirovana等人著；禾卩"Morphing Memory",发表于IEEE Spectrum,第167巻，第363-364页(2005) ， Weiss著。 硫属化物材料的行为(包括转换、存储和积累)和化学组成已经描述在例如下 列美国专利Nos. 6， 671， 710 ;6， 714， 954 ;6. 087， 674 ;5， 166， 758 ;5， 296， 716 ;5， 536， 947 ; 5， 596， 522 ;5， 825， 046 ;5， 687， 112 ;5， 912， 839 ;和3， 530， 441中，它们的公开内容经此弓l 入本文作为参考。这些参考文献提出控制硫属化物材料行为的机制。这些参考文献也描述 了从结晶态经由一系列部分结晶态向非晶态(反之亦然)的结构转化，其中在电和光学硫 属化物器件的操作过程中，结晶和非晶区的相对比例改变。 硫属化物材料和器件的当前商业发展也趋向于制造器件阵列。硫属化物材料提供 了可根据传统二进制数据存储或根据多级方案(multilevelscheme)运行的高密度存储、 逻辑和神经阵列的希望。硫属化物阵列进一步提供在单芯片上集成存储和数据处理能力由 此实现高速、低成本和高功能运行的前景。 为了进一步拓展硫属化物相变存储器和开关的商业前景，必须考虑硫属化物材料的化学和物理性质的改进以及制造方法的精细化。在大多数目前考虑的近期存储用途中，硫属化物材料以二进制模式操作，其中存储态对应于或大致对应于置位态和复位态，因为这些状态提供电阻的最高对比，因此有利于在读出过程中识别该材料的状态。 现有技术中已确定的一个突出问题涉及硫属化物存储器件的置位电阻和/或复位电阻在制成的器件的前几个操作周期中的可变性。在硫属化物存储器件的典型制造法中，硫属化物材料以动力学抑制状态或其它结构无序状态沉积在下部电触点上，随后在该硫属化物材料上沉积上部电触点。该器件在制成后和在施加电流脉冲之前的电阻可被称作该器件的原始电阻(Rgfe)。随后施加电流脉冲以使该材料达到具有初始置位态电阻(RW4,。)的初始置位态。通过施加更高幅度的电流脉冲，可将该初始置位态复位至第一复位态。通过施加置位电流脉冲以产生具有置位态电阻R胃^的另一置位态，可使该第一复位态置位，该过程可重复多个置位_复位周期。对于循环时达到的各置位态，可以测量电阻R胃fi,n，其中R^n对应于在该器件复位n次后获得的置位态的电阻。 当比较不同周期(用不同的n值表示)的Rgfe和R胃^n的值时，常在前几个周期 观察导原始电阻值和置位电阻值的显著差异。最显著变化通常发生在Rgfe和R胃fi,。之间， 且偏差从RW4,。到到RW4,2等递减直至置位电阻值稳定。复位态的电阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子器件，其包括：第一端子；第二端子；与所述第一和第二端子电连通的活性区，所述活性区包括第一层和第二层，所述第一层是异质层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R桑多瓦尔，W楚巴蒂，T劳里，浅野勇，
申请(专利权)人：奥翁尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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