[发明专利]可编程的聚电解质电开关

说明书

背景

发明领域

本发明涉及电开关以及制造和操作电开关的方法。

相关技术论述

这部分介绍了可以有助于更好理解本发明的方面。因此，这部分的 论述要照这样解读。这部分的论述不应被理解为承认什么是现有技术或 什么不是现有技术。

有意义的研究活动已致力于制造具有小的横向特征尺寸的传统电 路器件。相当多的努力已投入于制造具有小于约0.5微米的横向特征尺 寸的电开关和晶体管。

有意义的研究活动也已致力于制造其中有源层是有机性质的传统 电路器件。在这类器件中，金属固体电极与有源有机层之间界面处的作 用可以控制该器件的电特性。

概述

电开关的一些实施方案具有表现出记忆性能的有源有机沟道。该记 忆性能使控制电压能在基本导电和基本不导电状态之间切换有源有机 沟道。该记忆性能能使有源有机沟道在移除控制电压后保持导电和非导 电状态。

一个实施方案展现了一种方法，其包括在基底上提供第一固体电 极，在一部分第一固体电极上方形成聚电解质层，和在一部分聚电解质 层上形成第二固体电极。形成聚电解质层的行为包括使该层的聚合物分 子化学键合到接合区域上。

另一实施方案展现了一种方法，其包括在基底上提供第一固体电 极，在一部分第一固体电极上方形成聚电解质层，和在一部分聚电解质 层上形成第二固体电极。该聚电解质层在第一和第二固体电极之间具有 小于约20纳米的厚度。

在上述方法的一些实施方案中，形成第二固体电极的行为在该部分 第一固体电极上方的聚电解质的大分子单层上产生第二固体电极。

在上述方法的一些实施方案中，形成聚电解质层包括使该层的聚合 物分子化学键合到在该部分第一固体电极上的锚定层上。

在一些实施方案中，上述方法包括用包含金属离子或铵阳离子或包 含吡啶、胺、苯胺、吡啶衍生物和苯胺衍生物之一的溶液处理聚电解质 层。

在一些实施方案中，上述方法包括在基底上表面上集成荫罩。

在上述方法的一些实施方案中，聚电解质层的形成产生厚度小于约 12纳米的层。

另一实施方案展现了一种装置，其包括在基底上的第一固体电极、 在一部分第一固体电极上方的聚电解质层、在一部分聚电解质层上的第 二固体电极和在该部分第一固体电极上的锚定层。聚电解质层化学键合 到该锚定层上。

另一实施方案展现了一种装置，其包括在基底上的第一固体电极、 在一部分第一固体电极上方的聚电解质层和在一部分聚电解质层上的 第二固体电极。在两个固体电极之间，聚电解质层具有小于约20纳米 的厚度。该装置可以包括位于第一固体电极上的锚定层，其中聚电解质 层化学键合到该锚定层上。

在上述装置的一些实施方案中，聚电解质层是聚电解质分子的大分 子单层。

在上述装置的一些实施方案中，所述层进一步包括金属阳离子、铵 阳离子、吡啶、胺、苯胺、吡啶衍生物或苯胺衍生物。

在上述装置的一些实施方案中，所述聚电解质层在两个固体电极之 间具有小于约12纳米的厚度。

在上述装置的一些实施方案中，所述层具有的导电性可通过跨过固 体电极施加电压来在相对高导电性和低导电性状态之间反复切换。

附图简述

图1是表现出记忆行为的双端电开关的截面图；

图2显示了图1的双端电开关的具体实施方案；

图3示意性显示了表现出记忆行为的双端电开关，例如图2中的电 开关的电流/电压(I/V)特性；

图4示意性显示了具有记忆行为的双端开关，例如图2中的电开关 的接通-状态I/V特性；

图5显示了具有记忆行为的电开关，例如图2中的电开关，在其中 的聚电解质层的各种化学处理后的I/V特性；

图6是显示表现出记忆行为的双端电开关，例如图1-2中的电开关 的操作方法的流程图；

图7是显示具有聚电解质沟道的双端电开关，例如图1和2中的电 开关的制造方法的流程图；且

图8显示了可用于制造图2的电开关的具体实施方案的荫罩结构的 布置。

在附图和文本中，类似参考数字表示具有类似功能的元件。

在附图中，一些元件的相对尺寸可能被放大以更清楚显示其中的一 个或多个结构。