非易失性电阻式随机存取存储器及其制造方法

本发明涉及非易失性电阻式随机存取存储器(reram)，以及制造非易失性电阻式随机存取存储器的方法。

背景技术：

1、一般而言，reram为如下的双端子和二维(2d)的存储器件：其利用有源层(切换层)，例如夹在两个电极(即，底电极和顶电极)之间的薄膜。有源层最初处于高阻态(hrs)，并且当将电压施加到所述电极之一而另一个电极接地时，所述有源层从hrs变为低阻态(lrs)——这被称为成型(forming)(或电铸(electroforming，电成型))过程。这两种阻态在电学上是可互换的，并且它们被解释为二进制代码0和1，这类似于存储器件的off和on状态。这就是reram器件的工作原理。

2、reram器件中的写入和擦除过程与在set过程期间从hrs到lrs的电阻式切换相关联。相比之下，擦除过程与在reset过程期间从lrs到hrs的切换有关。

3、cn108831993b涉及一种电阻可变的存储器件，其包括底电极、顶电极和布置在底电极与顶电极之间的介电层。所述介电层由掺杂量子点的生物基材料构成。此外，所述生物基材料可为丝心蛋白或壳聚糖，并且所述底电极可为ito或azo电极。

4、cn105633112a描述了超轻电阻式随机存取存储器，其包括金属薄膜电极、第一丝蛋白膜和第二丝蛋白膜覆盖物、所述金属薄膜电极的上层和下层。轻丝蛋白被用作基板，并且同时还被用作电阻材料，使得可获得每单位质量为4mg/cm2的电阻式随机存取存储器。

5、cn107425119a涉及具有有机-生物相容性的电阻式神经仿生器件，包括ito玻璃基板、有机蛋白质膜和ag电极膜。

6、us9105575b2涉及用于制造半导体器件的方法。第一绝缘层形成在基板上方。亲水性颗粒可被涂覆在所述第一绝缘层上方。这些亲水性颗粒可包括胶束或亲水性聚合物。

7、us2014/0264224涉及电阻式随机存取存储器单元，其包括可作为第一电极操作的第一层、可作为第二电极操作的第二层、以及可作为电阻式切换层操作并被布置在所述第一层与所述第二层之间的第三层。所述第三层包括金属纳米颗粒的阵列。金属纳米颗粒的阵列可使用胶束溶液形成。

8、本发明的一个目的是提供环境友好和/或可生物降解的非易失性随机存取存储器(ram)。

9、本发明的另一个目的是提供对于现有的非易失性随机存取存储器(ram)将为有用的替代物的非易失性随机存取存储器(ram)。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供非易失性电阻式随机存取存储器(reram)或电阻式切换存储器，其包括：

2、第一电极；

3、第二电极；和

4、位于所述第一和第二电极之间的电阻式切换/有源层，其中所述切换层

5、(i)含有奶或者为基于奶的，或

6、(ii)含有包含乳糖、脂肪、蛋白质和水的乳液。

7、术语“包含”或“含有”应被解释为包括另外的未命名要素的可能性。换句话说，除上述(i)奶或(ii)乳液以外，切换层还可包括其它要素。换句话说，除乳糖脂肪、蛋白质和水以外，乳液还可包括其它要素，例如矿物质(例如盐)。

8、所述奶可为动物奶。所述动物奶可为牛奶，更具体地天然牛奶。

9、典型地，乳液可进一步包括矿物质和维生素。

10、特别地，乳液可含有水、脂肪、脂肪酸、酪蛋白、糖(乳糖)、血清蛋白、钙、磷、钾、铁、镁、铜和维生素。

11、电阻式随机存取存储器可为电阻式随机存取存储器模块。

12、切换/有源层可为用于reram的电介质的。

13、切换/有源层可被配置为根据所施加的电压执行切换操作(即，在高阻态与低阻态之间切换)。

14、切换/有源层可呈膜(例如薄膜)的形式。

15、切换/有源层可被涂覆/施加到第一电极上。第二电极可被放置/施加/设置在切换/有源层上方，使得所述切换/有源层位于/楔入两个电极之间(例如，如图1中所示)。

16、第一电极可至少部分地由铟掺杂的氧化锡(it)制成。第一电极可被涂覆/设置在基板上，更具体地，pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板。因此，基板可形成reram的部分。

17、第二电极可至少部分地由金属制成，例如钛、银、铝，优选银。因此，第二电极可为金属电极。

18、根据本发明的第二方面，提供非易失性电阻式随机存取存储器(reram)切换层组合物，其包括：

19、奶；或

20、含有乳糖、脂肪、蛋白质和水的乳液。

21、根据本发明的第三方面，提供制造非易失性电阻式随机存取存储器(reram)的方法，其中所述方法包括：

22、在第一和第二电极之间设置切换层，其中所述切换层含有

23、奶；或

24、含有乳糖、脂肪、蛋白质和水的乳液。

25、该方法可更具体地包括将切换层施加到第一电极上。更具体地，该方法可包括将切换层施加到其上形成/设置第一电极的基板上。

26、该方法可包括将第一电极浸入到奶或所述乳液中并使其干燥，从而使所述奶或乳液在所述第一电极上/上方形成所述切换层。更具体地，该方法可包括用所述第一电极涂覆基板，使得所述第一电极形成在所述基板上，以及将所述第一电极和基板浸入到奶或所述乳液中并使其干燥，从而使所述奶或乳液在所述第一电极上/上方形成所述切换层。所述第一电极可至少部分地由铟掺杂的氧化锡(ito)制成。

27、该方法可包括将所述第二电极沉积/施加到所述第一电极上，使得所述切换层定位/楔入其间，从而分离所述层。所述第二电极可至少部分地由金属制成，例如钛、银或铝，优选银。因此，所述第二电极可为金属电极。该方法可包括通过将银糊料(paste)沉积到所述第一电极上来形成所述第二电极，使得切换层定位/楔入在所述第一电极和所述银之间，其中所述银由此形成所述第二电极。

28、基板可为pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板。

29、所述奶可为动物奶。所述动物奶可为牛奶，更具体地天然牛奶。

30、该方法可包括制备/制造切换层。因此，该方法可包括如下步骤：

31、·将经铟掺杂的氧化锡(ito)涂覆的pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板浸入/沉浸到奶中以形成薄膜；

32、·使经ito涂覆的pet基板上的奶薄膜干燥(例如在室温下，优选约48小时)，以在所述经ito涂覆的基板上形成稳定的膜；和

33、·在切换层的顶部上沉积导电银(ag)糊料作为第二电极。

34、根据本发明的第四方面，提供非易失性电阻式随机存取存储器(reram)模块/器件，其包括根据本发明的第一方面所述的非易失性电阻式随机存取存储器(reram)。

35、根据本发明的第五方面，提供非易失性电阻式随机存取存储器(reram)模块/器件，其包括根据本发明的第二方面所述的非易失性电阻式随机存取存储器(reram)切换层组合物。

36、根据本发明的第六方面，提供用于制造非易失性电阻式随机存取存储器(reram)模块/器件的方法，其中所述方法包括：

37、在第一电极和第二电极之间设置切换层，其中所述切换层含有奶或包括乳糖、脂肪、蛋白质和水的乳液。

38、该方法可包括上面关于根据本发明的第三方面所述的方法提及的方法步骤中的任意一个或多个。