[发明专利]纳米级电子开关器件的控制层

说明书

背景技术

本公开内容一般涉及纳米级电子设备，更具体地涉及纳米级电子开 关器件中的控制层。

已知的电子开关器件包括两个电极(例如底电极和顶电极)以及位 于两个电极接点的一电子开关层/膜。这种器件例如可用于制作基于电子 开关的器件，例如用于信号通路和通讯的分子导线交错内部互连 (molecular wire crossbar interconnects)，分子导线交错内存(mdecular wire crossbar memory)，应用了可编程逻辑阵列的分子导线交错逻辑 (molecular wire crossbar logic)，用于分子导线交错网络的多路复用器 /多路信号分离器，分子导线晶体管等。这种器件例如还可进一步用于制 作基于光学开关的器件，例如显示器，电子书，可重写媒体，电调谐光 学透镜，用于窗户和镜子的电控制着色，光学交错开关(例如用于从多 个输入通道中的一个到多个输出通道的一个路由信号)等。

对于电子开关器件制造中使用的材料的选择由于一些电极材料可 能会与一些开关材料出现基本上的不兼容而受到限制。这里所用的术语 “不兼容”是指电极和开关材料在接触时存在物理和/或化学上的不稳 定，或者该术语可意味着当开关材料与电极材料整合到一电子开关器件 中时，其开关材料显得几乎无法控制，不合意和/或不存在。

对整合了电子开关器件的设备的制造除了器件的形成外，通常还包 括后续的加工步骤。然而在一些情况下，用作器件开关层/膜的材料可能 不稳定，因而无法经受后续加工步骤。

这样，就希望提供一种纳米级的电子器件，其包括了可控的和兼容 的也适合用于后续加工步骤的材料。

发明概述

公开了一种用在纳米级电子开关器件接点的控制层。该控制层包括 一种与连接层和纳米级开关器件中的至少一个电极化学兼容的材料。该 控制层经调整可控制器件操作期间电化学反应途径，电物理反应途径， 以及它们的组合中的至少一条。

附图说明

通过以下详细的描述和图示，本发明的目的，特征和优点将显现， 描述和图示中相同的标记数字对应于类似但不一定完全相同的组件。为 了简单起见，之前对标记数字所表示的组件的功能进行过描述的，则在 后面图示中出现时不一定再次对其进行描述。

图1是两个电极的图解透视图，在该两电极交叉处有一层连接层和 两层控制层；

图2是图1中沿线2-2的横断面图解视图；

图3A是两个电极的图解视图，在该两电极交叉处的连接层之下有 一层控制层；

图3B是两个电极的图解视图，在该两电极交叉处的连接层之上有 一层控制层；

图3C是两个电极的图解视图，在该两电极交叉处的连接层之上和 之下有多个控制层；

图4是两个电极的图解视图，在该两电极交叉处有两层控制层和一 层替代实施方案的连接层；

图5是两电极的一种替代实施方案的透视图，在两电极之间具有一 层连接层和两层控制层。

图6是正视透视图，展示了两根交错的导线，在两根导线的交叉处 有一层连接层和至少一个分子。

图7是二维开关阵列的图解视图，展示出一6×6交错开关。

发明详述

本公开的实施方案有利地提供了一种用于电子和/或光学器件中的 开关机构。该开关机构包括一层或多层连接层，其可通过电物理和/或电 化学的方式进行开关。具体的器件包括可方便地控制电物理和/或电化学 反应途径、从而可控制器件性能的控制层。并不局限于任何理论，该控 制层被认为是显著提高了器件的性能。增强的器件性能的非限制性例子 包括：增强的热稳定性，增强的化学稳定性，速度的提高，增强的可靠 性，和/或增强的寿命，和/或这些性能的组合。另外，包括控制层的该 器件可提供了一种基本可预测和可重复性的开关器件。并且，该控制层 与后续的半导体加工技术和卷绕电子制造加工具有充分的兼容性。这 样，具体的开关机构可方便地引入到各种半导体，如CMOS中。

这里使用的术语“纳米级”是指至少有一维小于约100nm的器件。