专利名称：写一次读多次有机存储器件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用有机半导体材料作为有源介质的写一次读多次的存储器件及其制备方法。
背景技术：
数字数据存储设备在消费类电子产品中有广泛的应用，为了满足应用要求，这类设备不但要具有小体积、大容量存储的能力，也要有低功耗、低成本和高可靠性。传统的数字数据存储器包括旋转磁盘驱动器和基于无机半导体的存储器(例如闪存)。磁盘存储器成本高、耗电大而且不够安全，闪存比较安全，但其复杂的制作工艺使其在某些消费电子设备领域使用还是显得比较昂贵，这些问题已经严重限制了数字数据存储设备在计算机处理器和消费类电子设备及相关领域中的广泛应用。
作为数字数据存储设备的重要成员，写一次读多次(write-once-read-many-times，WORM)数字存储器件在很多领域发挥了重要作用。这类存储器件最大的特点是，通过这种技术存储在介质中的数据将不会因各种意外而丢失或被修改，这就保证了对一些重要的数据长期存储的需求。正因为如此，WORM技术在各种传统的存储器领域都已经得到了比较广泛的发展和应用。但是，这类存储器件的进一步推广同样遇到了成本偏高的问题。
同传统无机电子器件相比，有机半导体电子器件具有材料选择范围宽、制作工艺简单、成本低等特点。如果能够采用有机材料来制备数字存储设备，必然能够降低生产成本，满足目前对于大容量、低价格数字存储器件的需要。2002年美国的杨阳研究小组率先研制出了高性能的有机电双稳态可重复读写存储器(马利平、刘杰、杨阳、应用物理快报，80期，2997页，2002年，L.P.Ma，J.Liu，and Y.Yang，Appl.Phys.Lett.Vol.80，2997，2002)，2003年美国普林斯顿大学和惠普公司联合开发出了写一次读多次混合有机/无机存储器件(莫勒、皮尔罗夫、陶西格、福雷斯特，自然，426期，166页，2003年，S.Moller，C.Perlov，W.Jackson，C.Taussig，and S.R.Forrest，Nature，426，166，2003)，其结果预示着，这种混合有机/无机存储器件是实现数据存储的一种可靠手段。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种写一次读多次存储器件。它使用有机半导体材料作为有源介质。
本发明的另一个目的是提供写一次读多次有机存储器件的制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明提供的写一次读多次有机存储器件，它是由衬底层1、阴极层2、有机层3和阳极层4构成的，如附图1和2所示，本发明首先在衬底层1上蒸镀一层金属阴极层2，之后依次蒸镀有机半导体层3和金属阳极层4；用有机半导体材料作为有源介质。
衬底层1是玻璃或聚碳酸酯柔性衬底，也可以是无机半导体Si衬底；阴极层2是铟锡氧化物(ITO)，也可以是金属银(Ag)、铜(Cu)或者金(Au)，还可以是ITO/氟化锂(LiF)Ag/LiF、Cu/LiF或Au/LiF复合电极；有机层3是传输电子的N型有机半导体材料或传输空穴的P型有机半导体材料，可以是N型或P型有机半导体材料的两种或者两种以上组成的双层或者多层结构；其中N型有机半导体材料是8-羟基喹啉铝(Alq3)、二(2-甲基-8-羟基喹啉)-(4-苯基苯酚)铝(BAlq3)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BCP)、2-(4-叔丁苯基)-5-联苯基恶二唑(PBD)和氟化酞氰铜(F16CuPc)任何一种；其中P型有机半导体材料是酞氰铜(CuPc)、并五苯(pentacene)、N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺(NPB)、4，4’-N，N’-二咔唑基-联苯(CBP)和N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基-苯基)-1，1’-联苯-4，4’二胺(TPD)任何一种；阳极层4是金属铝(Al)、钙(Ca)或镁(Mg)，也可以是由两种金属组成的合金金属:镁银合金(Mg:Ag)或者锂铝合金(Li:Al)，还可以是由氟化锂(LiF)与铝、钙或镁金属中的任何一种组成的复合电极。
写一次读多次有机存储器件属于一种二极管结构的电子器件。存储器件的工作原理在于相同电压下存在两个完全不同的电流值。这样的两种导电状态可以分别代表二进制中的“0”和“1”，因而可以通过大量不同导电状态存储单元的排列组合实现信息存储。在写入之前，由于有机层与电极间界面的作用，读取信息时通过器件的电流非常大。通过施加大电流的“写入”过程，界面发生了不可逆转变，再次读取时电流陡然降到千分之一甚至万分之一以下，从而可以轻易识别出信息。
本发明的写一次读多次有机存储器件的制备方法是按照上述的材料构成和配比，把衬底1的材料，切割成40毫米×25毫米的片子；然后清洗、烘干后把它转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在衬底层1上蒸镀阴极层2、有机层3和阳极层4。其中阴极层2和阳极层4的条宽均为3毫米，两个电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米。阴极层2的厚度为100纳米-300纳米，蒸发速率控制在5纳米每秒以内；有机层3的厚度为30纳米-500纳米，蒸发速率控制在1纳米每秒以内；阳极层4的厚度为20纳米-300纳米，蒸发速率控制在5纳米每秒以内，最终得到写一次读多次有机存储器件。
所述的衬底1上阴极层2采用ITO为电极，先将ITO玻璃上的ITO层2光刻成宽度为3毫米的细条状的电极；所述的衬底1上阴极层2是金属电极，采用掩膜板方法蒸镀宽度为3毫米的细条状金属的电极；所述的阳极层4是复合电极，其中氟化锂层厚度为1纳米-5纳米，蒸发速率控制在0.5纳米每秒以内。
本发明的优点是存储器的有机层材料采用了可真空蒸镀的有机小分子半导体，简化了器件制备工艺，增加了材料的选择范围，降低了生产成本。
本发明的另一个优点是器件的存储性能并不强烈地依赖于有机层(3)的厚度和结构，即可以是单层，也可以是双层或多层，其厚度从30纳米到500纳米的范围内，器件都表现出很好的写一次读多次存储性能，降低了实际器件加工工艺的限制问题。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
附图1是写一次读多次有机存储器件的结构示意图，图中，1是衬底层，2是阴极层，3是有机层，4是阳极层。图1也是说明书摘要的附图。
附图2是图1的剖面示意图。
附图3是本发明的写一次读多次有机存储器件的实施例1的器件发生电流突变时的电流-电压特性曲线。
附图4是本发明的写一次读多次有机存储器件的实施例1中器件的开、关电流态的维持时间。
附图5是本发明的写一次读多次有机存储器件的实施例1中器件的开、关电流态在空气中的稳定性。
具体实施例方式
实施例1先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀75纳米厚的并五苯和150纳米厚的铝电极，其中的铝电极为3毫米宽、40毫米长，并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内，阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。附图3给出了该器件发生电流突变时的电流-电压特性曲线。可以看到，该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到10,000倍左右，重要的是该器件也表现了很好的稳定性，在维持时间超过80,000秒的情况下，开、关电流并没有显示出明显的退化，长时间地暴露在空气中，该器件仍能维持很好的存储性能。附图4和附图5分别给出了该器件在1伏电压下的开关电流维持时间以及0.5伏电压下10天之内的开、关电流与时间关系特性。
实施例2先将玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在玻璃衬底上蒸镀150纳米厚的银电极、60纳米厚的并五苯和150纳米厚的铝电极。其中的银、铝电极均为3毫米宽、40毫米长，并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，银、铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到5,000倍左右，该器件也表现了良好的稳定性，维持时间超过了30,000秒。
实施例3先将玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在玻璃衬底上蒸镀150纳米厚的铜电极、60纳米厚的并五苯和150纳米厚的铝电极。其中的铜、铝电极均为3毫米宽、40毫米长，并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铜、铝电极的蒸镀速率控制在5纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到10,000倍左右，该器件也表现了良好的稳定性，维持时间超过了20,000秒。
实施例4先将硅片用硅刀切割成40毫米×25毫米的片子，在氢氟酸中去掉硅片抛光面上的氧化层，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在硅衬底上蒸镀150纳米厚的金电极、75纳米厚的并五苯和150纳米厚的铝电极。其中的金、铝电极均为3毫米宽、40毫米长，并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，金、铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到5,000倍左右，该器件也表现了良好的稳定性，维持时间超过了3,0000秒。
实施例5
先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀1纳米厚的氟化锂、75纳米厚的并五苯和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，氟化锂的蒸镀速率控制在0.1纳米每秒以内，并五苯和钙电极的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到10,000倍左右，该器件也表现了良好的稳定性，维持时间超过了40,000秒。
实施例6先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀500纳米厚的CuPc和150纳米厚的Al电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，CuPc的蒸镀速率控制在1纳米每秒以内，Al电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内，最终得到写一次读多次有机存储器件。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到100,000倍左右，该器件也表现了良好的稳定性，维持时间超过了50,000秒。
实施例7先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀100纳米厚的8-羟基喹啉铝和300纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，8-羟基喹啉铝的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例8先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀100纳米厚的二(2-甲基-8-羟基喹啉)-(4-苯基苯酚)铝和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，二(2-甲基-8-羟基喹啉)-(4-苯基苯酚)铝的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例9先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀80纳米厚的2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到500倍以上。
实施例10先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀80纳米厚的2-(4-叔丁苯基)-5-联苯基恶二唑和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，2-(4-叔丁苯基)-5-联苯基恶二唑的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例11先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀75纳米厚的氟化酞氰铜和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，氟化酞氰铜的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到500倍以上。
实施例12先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀30纳米厚的N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例13先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀50纳米厚的4，4’-N，N’-二咔唑基-联苯和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，4，4’-N，N’-二咔唑基-联苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例14先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀100纳米厚的N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基-苯基)-1，1’-联苯-4，4’二胺和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基-苯基)-1，1’-联苯-4，4’二胺的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例15先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀80纳米厚的N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺、50纳米厚的并五苯和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺和并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例16先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀2纳米厚的氟化锂、30纳米厚的N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基-苯基)-1，1’-联苯-4，4’二胺、50纳米厚的N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺、50纳米厚的并五苯和150纳米厚的铝电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，氟化锂的蒸镀速率控制在0.1纳米每秒以内，N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基-苯基)-1，1’-联苯-4，4’二胺、N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺和并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例17
先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀75纳米厚的并五苯、20纳米厚的钙电极和150纳米厚的铝保护层。其中蒸镀的钙电极和铝保护层均为3毫米宽、40毫米长，并五苯和钙电极的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝保护层的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米，最终得到写一次读多次有机存储器件。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到10,000倍。
实施例18先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀75纳米厚的并五苯、200纳米厚的镁银合金电极。其中蒸镀的镁银合金电极为3毫米宽、40毫米长，并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，镁银合金电极中的镁、银蒸发速率比为10∶1，总的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到10,000倍左右。
实施例19先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀75纳米厚的并五苯、5纳米厚的氟化锂和150纳米厚的铝的复合电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，氟化锂的蒸镀速率控制在0.2纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到1,000倍以上。
实施例20先将ITO玻璃切割成40毫米×25毫米的片子，并且将ITO层光刻成3毫米宽、25毫米长的细条状电极，然后清洗、烘干后转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在ITO电极上蒸镀2纳米厚的氟化锂、75纳米厚的并五苯、2纳米厚的氟化锂和150纳米厚的铝的复合电极。其中蒸镀的铝电极为3毫米宽、40毫米长，氟化锂的蒸镀速率控制在0.1纳米每秒以内，并五苯的蒸镀速率控制在0.5纳米每秒以内，铝电极的蒸镀速率控制在2纳米每秒以内。阳极和阴极两电极相互垂直交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米。该器件在相同的电压下表现了两个电阻态，开关电流比可以达到5,000倍。
权利要求
1.一种写一次读多次有机存储器件，其特征在于，它是由衬底层(1)、阴极层(2)、有机层(3)和阳极层(4)构成的；金属阴极层(2)、有机半导体层(3)和金属阳极层(4)是在衬底层(1)上依次蒸镀的；衬底层(1)是玻璃、聚碳酸酯柔性衬底或无机半导体Si衬底；阴极层(2)是铟锡氧化物(ITO)；有机层(3)是传输电子的N型有机半导体材料或传输空穴的P型有机半导体材料；其中N型有机半导体材料是8-羟基喹啉铝、二(2-甲基-8-羟基喹啉)-(4-苯基苯酚)铝、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲、2-(4-叔丁苯基)-5-联苯基恶二唑和氟化酞氰铜任何一种；其中P型有机半导体材料是酞氰铜、并五苯、N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺、4，4’-N，N’-二咔唑基-联苯和N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基-苯基)-1，1’-联苯-4，4’二胺任何一种；阳极层(4)是金属铝、钙或镁。
2.如权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是所述的阴极层(2)是金属银、铜或者金。
3.如权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是所述的阴极层(2)是ITO/LiF、Ag/LiF、Cu/LiF或者Au/LiF的复合电极。
4.如权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是所述的有机层(3)采用的是N型或P型有机半导体材料的两种或者两种以上组成的双层或者多层结构。
5.如权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是所述的阳极层(4)是由镁银合金或者锂铝合金构成的。
6.如权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是所述的阳极层(4)是由氟化锂(LiF)与铝、钙或镁金属中的任何一种组成的复合电极。
7.如权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是所述的阴极层(2)的厚度为100纳米至300纳米。
8.如权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是所述的有机层(3)的厚度为30纳米至500纳米。
9.如权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是所述的阳极层(4)的厚度为20纳米至300纳米。
10.如权利要求3所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是阴极层(2)中的LiF层的厚度为1纳米至5纳米。
11.如权利要求6所述的写一次读多次有机存储器件，其特征是阳极层(4)中的LiF层的厚度为1纳米至5纳米。
12.一种权利要求1所述的写一次读多次有机存储器件的制备方法，其特征在于，按照所述的材料构成和配比，把衬底1的材料切割成40毫米×25毫米的片子；然后清洗、烘干后把它转移到真空镀膜系统中，待真空度达到1-5×10-4帕时，依次在衬底1上蒸镀阴极层(2)、有机层(3)和阳极层(4)；其中阴极层(2)和阳极层(4)均为3毫米宽、40毫米长，且两电极相互垂直，它们相互交叉形成器件的有源区，面积为9平方毫米；阴极层(2)的厚度为100纳米-300纳米，蒸发速率控制在5纳米每秒以内；有机层(3)的厚度为30纳米-500纳米，蒸发速率控制在1纳米每秒以内；阳极层(4)的厚度为20纳米-300纳米，蒸发速率控制在5纳米每秒以内，最终得到写一次读多次有机存储器件。
13.一种权利要求12所述的写一次读多次有机存储器件的制备方法，其特征在于，所述的衬底层(1)上蒸镀阴极层(2)采用ITO为阴极层，先将ITO玻璃上的ITO层2光刻成细条状的电极。
14.一种权利要求12所述的写一次读多次有机存储器件的制备方法，其特征在于，所述的衬底层(1)上阴极层(2)是金属电极，将其采用掩膜板方法蒸镀宽度为3毫米的细条状金属的电极；
15.一种权利要求12所述的写一次读多次有机存储器件的制备方法，其特征在于，所述的阳极层(4)是复合电极，其中氟化锂层厚度为1纳米-5纳米，蒸发速率控制在0.5纳米每秒以内。
全文摘要
本发明属于一种用有机半导体材料作为有源介质的写一次读多次有机存储器件及其制备方法。采用简单夹层结构，把有机半导体薄膜热蒸镀在阴极和阳极之间，制备成结构为阴极层/有机层/阳极层器件。制备的器件具有写一次读多次存储功能，最大开关电流比达到10
文档编号H01L27/28GK1960021SQ20061001720
公开日2007年5月9日 申请日期2006年9月22日 优先权日2006年9月22日
发明者马东阁, 林剑, 游汉 申请人:中国科学院长春应用化学研究所