[发明专利]一种具有新型结构与材料的VOx选通管

权利要求书

1.一种具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于，包括依次设置的：

一半导体衬底（100）；

一第一金属电极层（101）；

一电热绝缘层（102），其中有小孔，小孔底部为所述第一金属电极层（101）；

一银导电介质层（103），所述银导电介质层（103）形成于所述电热绝缘层（102）包裹的所述小孔中，所述银导电介质层（103）的底部形成于第一金属电极层的顶部；

一硫系材料层（104），所述硫系材料层形成于所述电热绝缘层（102）包裹的所述小孔中，所述硫系材料层（104）的底部形成于所述银导电介质层（103）的顶部；该硫系材料层（104）是在电流或电压激励下可以形成导电丝（107）的材料；

一VO_x材料层（105），所述VO_x材料层（105）形成于所述电热绝缘层（102）包裹的所述小孔中，所述VO_x材料层（105）的底部形成于所述硫系材料层（104）的顶部；所述银导电介质层（103）、所述硫系材料层（104）与所述VO_x材料层（105）共同构成选通管开关层；

一第二金属电极层（106），所述第二金属电极层（106）形成于所述选通管开关层的顶部；

其中，向选通管施加电压或者电流激励，使银扩散进入硫系材料中，在硫系材料层中产生导电丝，使得电流只流过导电丝，由于电流的热效应，对VO_x材料层进行局部加热，使部分的VO_x材料发生由绝缘态到金属态的转化，使选通管导通，降低选通管器件的阈值电压或阈值电流。

2.如权利要求1所述的具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于：

所述VO_x材料层（105）中VO_x材料的x取值范围为1.9～2.1。

3.如权利要求1所述的具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于：

所述VO_x材料层（105）的面积大小为100nm²～30μm²。

4.如权利要求1所述的具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于：

所述VO_x材料层（105）中VO_x材料的绝缘态电阻大于金属态电阻。

5.如权利要求4所述的具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于：

所述绝缘态电阻与金属态电阻的比值大于100。

6.如权利要求1所述的具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于：

所述硫系材料层（104）中硫系材料选自GeTe、SbTe、BiTe、SnTe、AsTe、GeSe、SbSe、BiSe、SnSe、AsSe、InSe、GeSbTe、AgInSbTe中的任意一种或任意组合。

7.如权利要求1所述的具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于：

所述硫系材料层（104）中硫系材料是GeTe、SbTe、BiTe、SnTe、AsTe、GeSe、SbSe、BiSe、SnSe、AsSe、InSe、GeSbTe、AgInSbTe中的任意一种或任意组合，并掺入S、N、O、Cu、Si、Au中至少一种元素形成的混合物。

8.如权利要求1所述的具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于：

所述第一金属电极层（101）的材料选自 Pt、Ti、W、Au、Ru、Al、TiW、TiN、TaN、IrO₂、ITO、IZO中的任意一种或任意组合。

9.如权利要求1所述的具有新型结构与材料的VO_x选通管，其特征在于：

所述第二金属电极层（106）的材料与所述第一金属电极层（101）的材料相同或者不同。