專利名稱：存儲器單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系有關于計算機工程領域并可應用于不同種類計算機之存儲器裝置中，在于發(fā)展相聯(lián)存儲器系統(tǒng)，在于生成用于類神經(jīng)網(wǎng)絡之突觸(synapses)(其系指具有可程序電子阻抗之電子電路組件)，在于發(fā)展對應直接存取的數(shù)據(jù)庫以及在于發(fā)展新世代的影像與聲音設備。
背景技術：
現(xiàn)代計算機運用在寫入速度、存儲時間、存取時間以及讀取時間上具有不同特性之多種用途的存儲器裝置。此種情況本質(zhì)上的使計算機系統(tǒng)運作復雜化，增加計算機啟動時間且令數(shù)據(jù)存儲時間復雜化。
于微電子領域中多數(shù)優(yōu)先任務的其中之一便是制造伴隨有長存儲時間與高信息密度且具有高讀取寫入速度之通用存儲器系統(tǒng)。此外，制造一種應用于類神經(jīng)計算機之簡單且有效率的突觸組件亦為目前所亟需者。此種組件的缺乏則阻礙了真實類神經(jīng)計算機之發(fā)展。
于此同時，在物理原理的潛在可能性下現(xiàn)今電子設備所依據(jù)者幾乎已經(jīng)耗用殆盡?，F(xiàn)今密集的研究工作鎖定在基于應用分子材料與超分子總體之分子電子概念尋找用于電子設備的新原理。
文章「1」與「2」包含當以電子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定為基礎之物理原理系可能時，應用小型傳導系統(tǒng)之電子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性的可能性分析，更具體而言，用以發(fā)展新世代的存儲器裝置。討論該現(xiàn)象的假設原理的工作以及分析定義其本身特性之條件與參數(shù)。其亦包含于一維分子結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)以及討論該結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的特性，并分析用于一維系統(tǒng)導電性之靜態(tài)與動態(tài)控制的可能性。
前述之物理原理開啟了依據(jù)新的數(shù)據(jù)存儲與轉(zhuǎn)換機制以及新材料的選用設計存儲器裝置的前景。十分明顯的便是分子電子的潛在可能性透過通過電子作用突觸所連結(jié)的神經(jīng)元所構(gòu)成的類神經(jīng)網(wǎng)絡將有更大幅度的發(fā)現(xiàn)。應用分子電子方法以發(fā)展人工神經(jīng)元以及連結(jié)于通用網(wǎng)絡中多種類型的感應器將開啟實現(xiàn)包含于類神經(jīng)計算機思想體系之所有潛在可能性的一條道路，其將提供一種本質(zhì)上為新類型的信息處理與計算系統(tǒng)并更接近制造人工智能問題的解決途徑。
現(xiàn)今包含有可被用以存儲信息的存儲器單元之公知裝置(請參照美國專利第6055180號，其國際分類碼為G11C 11/36,2000)。
公知裝置的主要缺點在于僅容許寫入信息一次。此外，該信息的讀取系透過光學方式予以完成。由于不容易定位光學射線之故，因此應用光學裝置致令存儲器設備體積較大且更加復雜同時也降低讀取的信賴性。一種揭露于前述專利中之不同的寫入方法系應用皆緣自施加高電壓所產(chǎn)生的熱崩潰效應。此種寫入方法的缺點在于其亦僅只允許一次的信息記錄且需要利用該電場的高電壓。
現(xiàn)今還有具有三層結(jié)構(gòu)之存儲器單元，該存儲器單元系由于二電極間具有高溫分子化合物之三層結(jié)構(gòu)所組成(請參照日本專利第62-260401號專利，國際分類碼為H01C 7/10，C23C14/08，H01B 1/12，1990，以及文章「4」)。該公知的存儲器單元依據(jù)透過施加外部電場以改變該分子化合物的電子阻抗之原理。該分子本體導電性可為二差異極大的程度，借以允許存儲一位的信息。
由于必須要長時間以切換該電阻以及該高電壓(約60伏特)之故，前述的公知存儲器裝置的主要缺點在于具有較低的運作速度。此種缺點明顯的限制了該單元于現(xiàn)今電子裝置上的用途。
此外尚具有三層結(jié)構(gòu)的公知存儲器裝置，該存儲器裝置系由二電極以及介于其間低溫分子化合物等三層結(jié)構(gòu)所組成(請參照美國專利第465894號，國際分類碼為H01L 29/28，1987，文章「3」)。該公知的存儲器單元之運作亦系依據(jù)透過施加外部電場以切換該分子化合物的電子阻抗為之。然而，此種裝置不若前述的裝置，其具有典型的短電阻切換時間與低操作電壓。
該公知技術解決方法其主要缺點如下由于該存儲器單元系應用低溫分子化合物，故其于物理上無法提供將現(xiàn)有的半導體制造技術與其所提供的存儲器單元制造技術相結(jié)合，此外，更重要的是在其無法于熱傳導方面有足夠的抵抗性且僅能承受至多攝氏150度的溫度。如此將導致此中存儲器單元無法于現(xiàn)今的高達攝氏400度的半導體制造技術中予以使用。
其次，此種公知的存儲器單元僅能存儲一位的信息，因而妨礙具有高信息密度裝置的發(fā)展。
此外，其所應用的材料之物理特性致令寫入-讀取-拭除周期信賴性的不足。
前述所有之公知存儲器單元具有一共同的缺點，即為僅能除存儲一位的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明系依據(jù)制造具有存儲數(shù)個信息位的新類型存儲器單元的問題而產(chǎn)生，該存儲器單元具有較短的阻抗切換時間與較低的操作電壓且同時可允許將本發(fā)明之制造技術與現(xiàn)今的半導體制造技術相結(jié)合。
前述所提及的問題系透過如下的方式予以解決本發(fā)明之存儲器單元具有由二電極間包含有功能區(qū)域的三層結(jié)構(gòu)所組成。其可應用金屬及/或半導體及/或具導電性聚合物及/或光學穿透氧化物或硫化物等材料制造該電極，而應用有機、金屬有機與無機材料制造該功能區(qū)域，透過將不同類型的作用組件置入該些材料的分子中及/或結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，并于外部電場及/或光發(fā)射的影響下依據(jù)改變該些材料本身之狀態(tài)或位置借以相互結(jié)合該些材料及/或形成群組。
本發(fā)明之存儲器單元結(jié)構(gòu)提供制造一種具有單一位與多位信息寫入、存儲以及讀取方法的存儲器組件。同時信息系以該功能區(qū)域電阻值之形式予以存儲。于具有單一位之存儲器單元存儲模式下具有二種階段高(例如以「0」表示)與低(例如以「1」表示)，而于具有多位之存儲器單元存儲模式下則相應于特述的信息位而具有多種階段。舉例而言，于雙位單元的情況下其具有四種階段的阻抗，于四位單元則具有十六種階段的阻抗。本發(fā)明之存儲器單元與現(xiàn)今的存儲器單元明顯的差異點在于當存儲信息時不需要非中斷(non-interrupted)的電源供應。信息存儲時間系依據(jù)應用于該功能區(qū)域之材料等存儲器單元的結(jié)構(gòu)以及紀錄模式而定。該存儲器單元可由數(shù)秒鐘的存儲形式(可用于建立動態(tài)存儲器)轉(zhuǎn)換至數(shù)年的存儲形式(可用于建立如閃存之長時間存儲器)。
以具有作用組件之有機與金屬有機共軛聚合物置入該主要電路及/或與該主要電路或平面相連結(jié)及/或置入該結(jié)構(gòu)中，透過該些組件形成或不形成光發(fā)射結(jié)構(gòu)等為基礎，將有助于實現(xiàn)該存儲器單元功能區(qū)域之組成；或以通過逐漸滴入包括分子離子之正或負離子于有機、金屬有機與無機材料中的方式組成，及/或以固態(tài)電解質(zhì)或具有包含電子偶極組件的分子及/或離子為基礎通過逐漸滴入的群組之方式組成；及/或透過由固態(tài)聚合物與無機鐵電為基礎之群組所組成；及/或透過施體(donor)與受體(acceptor)分子所組成；及/或通過有機及/或無機鹽及/或酸及/或水分子所組成；及/或透過可于電場中及/或光發(fā)射下分離之分子所組成；及/或透過無機及/或金屬有機及/或有機鹽及/或具有可變的金屬原子價或其所包含的原子群組所組成。前述之該些功能區(qū)域?qū)崿F(xiàn)方式可提供制造一種在存儲器單元上的外部電場及/或光發(fā)射的影響下可以改變該作用層電阻及/或形成高導電性區(qū)域或線路之結(jié)構(gòu)且在不施加外部電場的情況下長時間的保持此種狀態(tài)。
該存儲器單元作用區(qū)域之作用組件的其中之一者，系可有效率的應用分子及/或電子偶極組件離子及/或透過以固態(tài)聚合物與無機鐵電為基礎所逐漸滴入組成的群組而予以實現(xiàn)，以確保該存儲器單元可透過低施加電壓操作。由于該鐵電組件存在之故而增加該內(nèi)部電場強度且必然的導致于寫入信息時較低的外部電子電壓之適用。
令人關注的前景在于以由多數(shù)具有多種階段作用性層所組成的多層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)該功能區(qū)域，舉例而言，應用有機、金屬有機與無機等材料予以實現(xiàn)，其中該些材料的分子及/或結(jié)晶結(jié)構(gòu)將具有逐漸滴入形成的作用組件及/或以該些材料為基礎所成的群組，該些材料會于外部電場或光發(fā)射的影響下改變其狀態(tài)，據(jù)此提供增加電子阻抗階段的范圍與數(shù)量，借以增加該存儲器數(shù)據(jù)密度。
以具有交替的作用、被動與阻障層之多層結(jié)構(gòu)所形成之功能區(qū)域系可適當?shù)挠枰詫崿F(xiàn)，其中該被動層可由有機、金屬有機與無機材料所組成，該些材料系施體及/或受體充電載體并擁有離子及/或電子導電性，而該阻障層系由高電子導電性與低離子導電性的材料組成，且由于增加該存儲器單元電子阻抗存儲值的數(shù)量之故，其可于增進該存儲器單元于時間方面的穩(wěn)定性之同時增加數(shù)據(jù)密度。
實現(xiàn)該存儲器單元的電極較佳的系以形成數(shù)個分離組件方式為之，例如二或三個組件置于該功能層之上，其將允許更精確的控制該單元電子阻抗的值，借以增加信息紀錄的數(shù)量或增進該存儲器單元電子阻抗模擬值的精確性，且亦允許該信息寫入與讀取電路之退耦(decouple)。
透過半導體及/或有機發(fā)光材料于空間處以分離的二組件的形式形成該存儲器單元電極系有所助益的，舉例而言，無論系二極管結(jié)構(gòu)、光阻或光感應組件均無不可，該些材料允許該信息寫入與讀取電子電路以電子的或光學的方式退耦。
透過半導體及/或有機發(fā)光材料以及形成如發(fā)光結(jié)構(gòu)與光阻或光感應組件等于空間處以分離的三平行組件之形式形成該存儲器單元電極亦系有所助益的，該些材料允許該信息寫入與讀取電子電路以光學的方式退耦。


圖1至20系用以顯示實現(xiàn)本發(fā)明之存儲器單元的多種態(tài)樣。
圖1系用以顯示本發(fā)明之具有二連續(xù)電極以及一作用功能區(qū)域的存儲器單元之示意圖；圖2系用以顯示本發(fā)明之具有二連續(xù)電極以及單層功能區(qū)域的存儲器單元之示意圖；圖3至8系用以顯示本發(fā)明之具有二連續(xù)電極以及多層功能區(qū)域的存儲器單元之示意圖；圖9系用以顯示本發(fā)明透過單層功能區(qū)域、連續(xù)電極以及由二組件所組成的電極所形成之存儲器單元的示意圖；圖10、11系用以顯示本發(fā)明透過多層功能區(qū)域、連續(xù)電極以及由二組件所組成的電極所形成之存儲器單元的示意圖；圖12系用以顯示本發(fā)明透過單層功能區(qū)域以及二個分別由二組件所組成的電極所形成之存儲器單元的示意圖；圖13、14系用以顯示本發(fā)明透過多層功能區(qū)域以及二個分別由二組件所組成的電極所形成之存儲器單元的示意圖；圖15系用以顯示本發(fā)明透過單層功能區(qū)域、連續(xù)電極以及由三組件所組成的電極所形成之存儲器單元的示意圖；圖16、17系用以顯示本發(fā)明透過多層功能區(qū)域、連續(xù)電極以及由三組件所組成的電極所形成之存儲器單元的示意圖；圖18至20系用以顯示本發(fā)明透過具有電子或光學退耦組件的多層功能區(qū)域所形成之存儲器單元的示意圖；圖21系用以說明本發(fā)明之存儲器單元操作信息寫入、拭除以及讀取的原理；以及圖22系用以顯示本發(fā)明之存儲器單元操作信息寫入、拭除以及讀取時電壓與電流之波形圖。
具體實施例方式
以下系通過特定的具體實施例說明本發(fā)明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明之其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不悖離本發(fā)明之精神下進行各種修飾與變更。
本發(fā)明之存儲器單元(如圖1至8所示)包含二連續(xù)的鋁電極1與2，于該鋁電極1與2之間具有由一作用層所組成的單層功能區(qū)域，該作用層可參雜離子3或電解質(zhì)群組3a(如圖1、2所示)或二作用參雜層3b與3c(如圖3所示)或二具有透過阻障層4所分離的電解質(zhì)群組3d與3e之作用層(如圖4所示)等所組成。圖5至8顯示該多層功能區(qū)域系由一作用層3以及一被動層5(如圖5所示)或由一作用層3、一阻障層4以及一被動層5(如圖7所示)或由二作用層3b與3c、一阻障層4以及二被動層5a與5b(如圖8所示)所組成。
于圖9至11中該存儲器單元包含鋁電極1與2，其中于頂部的電極1由二組件1a與1b所組成。于該二電極之間具有一單層功能區(qū)域，該單層功能區(qū)域系由一作用層3(如圖9所示)所組成，或由一作用層3與一被動層5(如圖10所示)所組成的多層功能區(qū)域，或由一作用層3、一阻障層4以及一被動層5(如圖11所示)所組成的多層功能區(qū)域。
圖12至14中顯示該具有鋁電極1與2之存儲器單元，每一個該鋁電極1與2系分別由二組件1a與1b以及2a與2b所組成。介于該電極間具有一單層功能區(qū)域，該單層功能區(qū)域系由一作用層3(如圖12所示)所組成，或由一作用層3與一被動層5(如圖13所示)所組成的多層功能區(qū)域，或由一作用層3、一阻障層4以及一被動層5(如圖14所示)所組成的多層功能區(qū)域。
圖15至17中顯示該具有鋁電極1與2之存儲器單元，其中于頂部的電極1由二組件1a、1b與1c所組成。于該二電極之間具有一單層功能區(qū)域，該單層功能區(qū)域系由一作用層3(如圖15所示)所組成，或由一作用層3與一被動層5(如圖16所示)所組成的多層功能區(qū)域，或由一作用層3、一阻障層4以及一被動層5(如圖17所示)所組成的多層功能區(qū)域。
于圖18至20中所顯示之存儲器單元具有二連續(xù)的鋁電極1與2，介于該鋁電極1與2間系為多層功能區(qū)域6，該多層功能區(qū)域6可以類似于圖3至8所示之方式予以形成且設置有如下的電子退耦組件電極7以及由半導體或有機材料而形成有二極管結(jié)構(gòu)之層8(如圖18所示)，或具有如下之光學退耦組件由導電與光學穿透材料所形成之附加電極9，以及由半導體或有機材料而形成有光阻或光感應組件之層10(如圖19所示)，或具有如下之光學退耦組件由導電材料所形成之電極7以及二由半導體及/或有機材料所形成之層10與11，該層10與11系透過由導電與光學穿透性材料所形成的電極9予以分離且形成光二極管或發(fā)光結(jié)構(gòu)11以及光阻或光感應組件10(如圖20所示)。
為說明本發(fā)明之存儲器單元操作信息寫入、拭除以及讀取的原理請參閱圖21，其包含由可程序電流產(chǎn)生器所構(gòu)成之特別測試產(chǎn)生器12并于信息記錄期間提供可控制電流位準并于讀取期間固定電壓，以及于拭除期間形成負脈沖；一存儲器單元其包括有電極1與2以及功能區(qū)域6，其可以前述第1至17圖所示的其中之一形式予以實現(xiàn)；鎮(zhèn)流電阻13以及可以電壓計、記錄器或示波器等予以實現(xiàn)之電壓暫存裝置14與15。流過該存儲器單元之電流值系透過測量該鎮(zhèn)流電阻13上的電壓而取得。
該裝置系以如下之方式運作該測試產(chǎn)生器12生成一超過該臨界值23之電壓脈沖16(如圖22所示)。于該寫入電流脈沖值19達到該預設程度之后，該產(chǎn)生器12切換至讀取模式并形成讀取電壓18。該讀取電壓18明顯的低于該臨界值23。當該控制的寫入電流值19達到該預設的程度時該寫入作業(yè)被視為完成，當寫入作業(yè)被視為完成所施加的電壓被切斷。依據(jù)該流過該鎮(zhèn)流電阻13的電流值22(a至d)該存儲器單元電阻之值可以被計算出來，且該些電阻值可對應至特定的信息位，舉例而言，于雙位存儲器單元中-電流22a對應值「00」；-電流22b對應值「01」；-電流22c對應值「10」；-電流22d對應值「11」。
該信息存儲期間依據(jù)所利用之該選定功能區(qū)域結(jié)構(gòu)與材料與該對應存儲器單元電子阻抗值的數(shù)量相同。透過該產(chǎn)生器12以發(fā)送負電壓脈沖17之方式拭除該信息。當該控制的拭除電流值20達到預設的程度時該拭除作業(yè)視為完成且隨之將所施加的電子電壓予以切斷。于拭除作業(yè)完成后該存儲器單元通過非常高的該功能區(qū)域6電阻回復至初始狀態(tài)。于圖2所示之存儲器單元結(jié)構(gòu)中，于每一次寫入作業(yè)前必須將該單元回復至拭除該紀錄信息的初始狀態(tài)。
茲就本發(fā)明之存儲器單元之多種實施例予以說明如下實施例一該存儲器單元(如圖1與2所示)系具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)系由二鋁電極1與2以及于該鋁電極1與2之間所具有多酚乙炔3或參雜有鋰離子的聚二酚乙炔3a所組成。該存儲器單元之程序系透過施加大于該具有同時流過該單元的電流控制的臨界值之電場脈沖而完成(或該電阻值或該施加電壓脈沖的期間或值)。當該控制的值(電流或電阻)到預設的程度時該寫入作業(yè)被視為完成，之后該施加的電壓被切斷。該信息的讀取系透過施加低于具有同時的電流值記錄或控制電阻值等值之電子電壓脈沖予以完成。于透過控制流過該單元之電流(或該電阻值或該施加電壓脈沖的期間或值)施加反向(負)電子電壓脈沖時產(chǎn)生拭除作業(yè)。于該控制值(電流或電阻)達到該預設的程度時拭除作業(yè)被視為完成，隨后所施加的反向電壓被切斷。
實施例二
該存儲器單元(如圖3、4所示)系具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)系由二鋁電極1與2以及介于該鋁電極1與2間具有通過氮化鋰4所分離之二多酚乙炔3b與3c層或二參雜有鋰離子的聚二酚乙炔3d或3e層所組成。該存儲器單元信息寫入、讀取以及拭除系透過前述實施例一之方法予以完成。此種單元可長時間的存儲信息。
實施例三該存儲器單元(如圖5所示)系具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)系由二鋁電極1與2以及介于該鋁電極1與2間具有氧化硅或氮化硅或聚stirole 3(polystirole)以及銅或銀halcogenide化合物(silver halcogenide)之被動層5所組成。該存儲器單元信息寫入、讀取以及拭除系透過前述實施例一之方法予以完成。此種單元可長時間的存儲信息。
實施例四該存儲器單元(如圖1所示)系具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)系由二鋁電極1與2以及介于該鋁電極1與2間之多酚乙炔或參雜有chloranil或tetracyano-quino-dimethane分子的聚二酚乙炔。該存儲器單元信息寫入、讀取以及拭除系透過前述實施例一之方法予以完成。快速切換系該單元之特性。
實施例五該存儲器單元(如圖5所示)系具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)系由二鋁電極1與2以及介于該鋁電極1與2間具有聚anyline(polyanyline)層3以及被動之氫化鈀層5所組成。該存儲器單元信息寫入、讀取以及拭除系透過前述實施例一之方法予以完成?？焖偾袚Q系該單元之特性。
實施例六該存儲器單元(如圖16所示)系具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)系由二鋁電極所組成，其中之一鋁電極(于頂部者)系由三組件1a、1b以及1c所組成。該功能層3系由多酚乙炔或聚二酚乙炔所組成，且該被動層5系由參雜有鋰離子之鈮halcogenide化合物(niobiumhalcogenide)或銅halcogenide化合物(copper halcogenide)所組成。該存儲器單元信息寫入系透過施加電場脈沖至該底部電極2以及該頂部電極之中間組件1c予以實現(xiàn)。該脈沖值超過該臨界值23。于此同時介于該頂部電極之終端組件1a與1b間的電子阻抗被控制。于該控制的電子阻抗值達到預設之程度時該寫入作業(yè)被視為完成且隨后所施加的電子電壓被切斷。在該單元讀取信息系透過利用低電壓脈沖測量介于該頂部電極之終端組件1a與1b間的電子阻抗而予以實現(xiàn)。拭除該存儲器單元系透過施加反向(負)電場脈沖至該底部電極2以及該頂部電極之中間組件1c且同時控制介于該頂部電極之終端組件1a與1b間的電子阻抗而予以實現(xiàn)。于該控制值(電流或電阻)達到該預設的程度時拭除作業(yè)被視為完成，隨后所施加的反向電壓被切斷。由于寫入與讀取電路的退耦之故該存儲器單元具有較高的信息密度且必然可更精確的控制已被寫入的存儲器單元之電子阻抗值。
實施例七該存儲器單元(如圖1所示)系具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)系由四電極1、2(由鋁所制成)、7(由鎂所制成)以及9(由可導電穿透之氧化銦所制成)所組成。該功能區(qū)域6對應至圖16中所示之該功能區(qū)域且系由多酚乙炔或聚二酚乙炔所組成，且該被動層5系由參雜有鋰離子之鈮halcogenide化合物(niobium halcogenide)或銅halcogenide化合物(copper halcogenide)所組成。層11系由多酚乙烯撐所制成并形成一發(fā)光結(jié)構(gòu)。層10系由半導體或有機材料所制成且系為一光感應結(jié)構(gòu)。該發(fā)光層11以及該光感應層10系透過由可導電與穿透之氧化銦所制成的電極9而分離。該存儲器單元之信息寫入與拭除系透過前述實施例一中施加電壓至該電極1與7之方法予以完成。讀取系通過施加低于低于該臨界值之電壓脈沖至電極1與2且同時控制介于該電極2與9間之電阻或電壓予以完成。由于寫入與讀取電路的光學退耦之故該存儲器單元具有較高的信息密度且必然可更精確的控制已被寫入的存儲器單元之電子阻抗值。
上述實施例僅為例示性說明本發(fā)明之原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發(fā)明之精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發(fā)明之權(quán)利保護范圍，應如后述之申請專利范圍所列。
產(chǎn)業(yè)利用性本發(fā)明之存儲器單元的原型被建立且透過一利用測試產(chǎn)生器的特定裝置與以測試。具有連續(xù)鋁電極之實施例系與具有置于該電極間參雜有鋰離子的聚共軛聚合物多酚乙炔之二或三個鋁電極之實施例相同。該底部鋁層噴灑有玻璃基材而該頂部電極則噴灑有共軛聚合物層。該所使用之共軛聚合物可耐熱至攝氏400度，以容許將本發(fā)明之存儲器單元的制造與半導體裝置的制造相結(jié)合。該測試證實制造具有存儲多數(shù)位的數(shù)字信息功能之存儲器單元以及形成多種該電子阻抗程度之模擬值系有其可能性的，因此亦允許該存儲器單元應用于類神經(jīng)網(wǎng)絡中之突觸。藉此本發(fā)明之存儲器單元本質(zhì)上可被視為可用以存儲數(shù)字或模擬形式信息之新類型裝置。
權(quán)利要求
1.一種存儲器單元，該存儲器單元系具有三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)系由二電極以及介于該二電極間之功能區(qū)域所組成者，其特征在于該電極系由金屬及/或半導體及/或?qū)щ娦跃酆衔镆约肮鈱W傳導性氧化物或硫化物所制成，而應用有機、金屬有機與無機材料制造該功能區(qū)域，透過將不同類型的作用組件置入該些材料的分子中及/或結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，并于外部電場及/或光發(fā)射的影響下依據(jù)改變該些材料本身之狀態(tài)或位置借以相互結(jié)合該些材料及/或形成群組。
2.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該電極系由多個組件所形成，且于空間中以及電性上的相互分離。
3.如權(quán)利要求1與2所述的存儲器單元，其中，該電極系由置于該功能區(qū)域頂部之二或三個分離的組件所組成。
4.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系通過逐漸滴入包括分子離子之正或負離子于有機、金屬有機與無機材料中的方式組成。
5.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為作用層，并通過逐漸滴入由固態(tài)電解質(zhì)為基礎的群組，而由有機、金屬有機與無機材料所組成。
6.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為作用層，并通過逐漸滴入分子及/或具有電子偶極組件的離子，而由有機、金屬有機與無機材料所組成。
7.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為作用層，并通過逐漸滴入由固態(tài)聚合物與無機鐵電為基礎之群組，而由有機、金屬有機與無機材料所組成。
8.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為作用層，并通過逐漸滴入施體(donor)與受體(acceptor)分子，而由有機、金屬有機與無機材料所組成。
9.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為作用層，并通過逐漸滴入有機及/或無機鹽及/或酸及/或水分子，而由有機、金屬有機與無機材料所組成。
10.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為作用層，并通過逐漸滴入可于電場中及/或光發(fā)射下分離之分子，而由有機、金屬有機與無機材料所組成。
11.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為作用層，并通過逐漸滴入透過無機及/或金屬有機及/或有機鹽及/或具有可變的金屬原子價或其所包含的原子群組，而由有機、金屬有機與無機材料所組成。
12.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為作用層，并由有機、金屬有機與無機材料所組成，該作用層由具有作用組件之有機與金屬有機共軛聚合物置入該主要電路及/或與該主要電路或平面相連結(jié)及/或置入該結(jié)構(gòu)中所組成，透過該些組件以形成或不形成光發(fā)射結(jié)構(gòu)等為基礎。
13.如權(quán)利要求1所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)系由多數(shù)具有多種階段作用性層所組成，且系由有機、金屬有機與無機等材料予以組成，其中該些材料的分子及/或結(jié)晶結(jié)構(gòu)將具有逐漸滴入形成的作用組件及/或以該些材料為基礎所成的群組，該些材料會于外部電場或光發(fā)射的影響下改變其狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求13所述的存儲器單元，其中，該功能區(qū)域系作為多層結(jié)構(gòu)，且系由交替的作用、被動、阻障、發(fā)光以及光感應層所構(gòu)成，該些層系由有機、金屬有機與無機材料所組成的不同作用層之電及予以相互分離，其中該些材料的分子及/或結(jié)晶結(jié)構(gòu)將具有逐漸滴入形成的作用組件及/或以該些材料為基礎所成的群組，該些材料會于外部電場或光發(fā)射的影響下改變其狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述的存儲器單元，其中，多層結(jié)構(gòu)系應用于該功能區(qū)域，該多層結(jié)構(gòu)系由可替換的具有光學或電子退耦組件之作用與被動層所組成。
16.如權(quán)利要求14所述的存儲器單元，其中，該被動層系由有機、金屬有機與無機材料所組成，該些材料系施體及/或受體充電載體并擁有離子及/或電子導電性。
17.如權(quán)利要求14所述的存儲器單元，其中，該阻障層系由高電子導電性與低離子導電性的材料組成。
18.如權(quán)利要求14所述的存儲器單元，其中，雙層結(jié)構(gòu)系應用于該功能區(qū)域，該雙層結(jié)構(gòu)系由作用層與被動層所組成。
19.如權(quán)利要求14所述的存儲器單元，其中，雙層結(jié)構(gòu)系應用于該功能區(qū)域，該雙層結(jié)構(gòu)系由通過金屬有機與無機材料且具有高電子導電性與低離子導電性的材料組成之作用層與被動層所組成。
20.如權(quán)利要求14所述的存儲器單元，其中，三層結(jié)構(gòu)系應用于該功能區(qū)域，該三層結(jié)構(gòu)具有二外部作用層與置于該二外部作用層間之阻障層。
21.如權(quán)利要求14所述的存儲器單元，其中，四層結(jié)構(gòu)系應用于該功能區(qū)域，該四層結(jié)構(gòu)系具有二作用層并透過作為阻障層之第三層以分離該二作用層，其中復具有一作為被動層之第四層。
22.如權(quán)利要求14所述的存儲器單元，其中，五層結(jié)構(gòu)系應用于該功能區(qū)域，該五層結(jié)構(gòu)系具有二外部被動層以及置于該被動層間并透過作為阻障層之第五層所分離的二作用層。
23.如權(quán)利要求15所述的存儲器單元，其中，該電子退耦組件系由附加電極予以實現(xiàn)，該附加電極系由導電材料與半導體層及/或有機材料所形成的二極管結(jié)構(gòu)所組成。
24.如權(quán)利要求15所述的存儲器單元，其中，該電子退耦組件系由附加電極予以實現(xiàn)，該附加電極系由導電材料、光學穿透性材料與半導體層及/或有機材料所形成的光阻或光感應組件所組成。
25.如權(quán)利要求15所述的存儲器單元，其中，該電子退耦組件系由附加電極予以實現(xiàn)，該附加電極系由導電材料與透過第二附加電極所分離之二半導體層及/或有機材料，該第二附加電極系由導電與光學穿透性材料所組成并形成光二極管或發(fā)光結(jié)構(gòu)以及光阻或光感應組件。
全文摘要
發(fā)明涉及計算機工程領域并可用于不同種類計算機的存儲器裝置中，也可用于發(fā)展新世代的影像與聲音設備，用于發(fā)展關聯(lián)存儲器系統(tǒng)，以及生成用于類神經(jīng)網(wǎng)絡之突觸(synapses)(具有可編程的電子阻抗的電子電路組件)。本發(fā)明的存儲器單元可提供存儲數(shù)個數(shù)據(jù)位并具有高速切換。所述存儲器單元包含二個連續(xù)的鋁電極1與2，介于該鋁電極1與2之間具有由作用層3、阻障層4以及被動層5所構(gòu)成之多層功能區(qū)域。
文檔編號G11C11/56GK1543652SQ01823537
公開日2004年11月3日 申請日期2001年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月13日
發(fā)明者J·H·克里格爾, N·F·尤丹諾夫, 克里格爾 J H, 尤丹諾夫 申請人:先進微裝置公司