CN101271962A

CN101271962A - 有机存储装置及其制造方法

Info

Publication number: CN101271962A
Application number: CNA2007100878618A
Authority: CN
Inventors: 周原提; 崔太林; 李相均
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2008-09-24
Also published as: KR101390011B1; US20070267627A1; JP2007311790A; US7816670B2; KR20070112565A

Abstract

提供有机存储装置和该存储装置的制造方法。该有机存储装置可包括第一电极、第二电极及第一电极和第二电极之间的离子转移层。该有机存储装置可具有较低的操作电压和电流，并可以较低成本制造。

Description

有机存储装置及其制造方法

优先权声明

本非临时申请根据35U.S.C.§119要求2006年5月22日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第2006-45624号的优先权，该专利申请的全部内容在此加入作为参考。

技术领域

本发明涉及有机存储装置和制造该存储装置的方法。更具体地，本发明涉及包括在第一电极和第二电极之间形成的离子转移层的有机存储装置，和制造该有机存储装置的方法。

背景技术

最近数据压缩和传输技术的发展导致了数字媒体应用的增加。在这种环境下，相继开发了各种电子装置，包括移动终端、智能卡、电子化付款(electronic money)、数码相机、游戏存储器、MP3播放器和/或多媒体播放器。因为这些电子装置发展需要增大可以存储于存储装置中的数据量，所以对各种存储装置的需求正在增加。随着便携式数字装置应用的增长，需要存储装置来保证非易失性(non-volatility)，从而使得甚至当断电时，写入的数据也不会被擦除。

最新可获得的非易失性存储器是基于硅材料的闪存。但是，基于硅的存储装置具有基本的物理限制。常规的闪存具有以下技术缺陷：写入/擦除循环次数是有限的，写入速度较慢，由于为了获得更高密度的存储容量的额外微加工，增加了存储芯片的生产成本，并且由于技术困难不能进一步使芯片微型化。

鉴于常规闪存的这些技术缺陷，已经努力开发了下一代非易失性存储装置，其克服了常规基于硅的存储装置的物理限制，并具有更高速度、更高容量、更低功耗和更低价格的优点。根据作为半导体基本内部元件的单元的构成材料，下一代存储器可分成铁电体RAM、磁RAM、相变RAM、纳米管存储器、全息存储器和/或有机存储器。

在这些存储器中，有机存储器可为包括存储层的装置，该存储层由上部电极和下部电极之间的有机材料形成，其中存储特性是通过利用当在上部电极和下部电极之间施加电压时获得的电阻值的双稳定性来实现的。根据该有机存储器，双稳定性特性可由在上部电极和下部电极之间的交叉处形成的单元提供。有机存储器是这样的装置，其中可通过电信号使存在于上部电极和下部电极之间的有机材料的电阻值可逆地变化，从而可以读写数据，例如“0”和“1”。近年来这种有机存储器作为下一代存储器已经吸引了许多注意力，这是因为它们可以实现非易失性，这是常规闪存的优点，并且同时可以克服较低的加工性能、较高的制造成本和较低的集成度的缺点。

常规技术包括使用有机金属电荷转移络合物7，7，8，8-四氰基对醌二甲烷(7，7，8，8-tetracyano-p-quinodimethane)(CuTCNQ)的有机存储器。另外，常规的半导体装置可包括上部电极、下部电极和在它们之间形成的中间层，其中该中间层可由离子盐，例如NaCl和/或CsCl和导电性聚合物的混合物形成。

另外，常规的有机存储装置可包括有机活性层和涂布于有机活性层之间的金属纳米簇。但是，该装置的问题是产量低和没有均匀地形成金属纳米簇。

另一方面，目前正在研究金属丝存储器作为存储器的结构体。根据该金属丝存储器，通过在两个电极之间的有机活性层中形成和短路金属丝，可以改变电阻值。这种金属丝存储器的优点是较低的价格、可三维堆叠的结构体、较长的保持时间、提高的热稳定性和可应用于柔性存储装置。例如，已知通过辉光放电聚合技术由苯乙烯蒸气形成的聚苯乙烯膜会由于形成金属丝而显示出存储特性。但是，在通过涂覆技术例如旋涂法(spin-coating)形成的聚苯乙烯膜中不能形成金属丝。

因为常规的金属丝存储器包括通过真空蒸发形成的有机活性层，其制造工艺可能复杂，并且可能导致相当大的制造成本。此外，常规金属丝存储器的问题可能是较高的操作电压和开/关电流比(current ratio)相对难以控制。

发明内容

本发明提供一种有机存储装置，其可以简单和经济的方式制造，而不使用昂贵的导电性聚合物，具有较低的操作电压和电流，并可长期保持写入的数据。本发明提供一种通过简化的步骤以降低的成本制造有机存储装置的方法。

根据本发明，有机存储装置可包括第一电极、第二电极和在第一电极和第二电之间的离子转移层。

可使用聚合物、共聚物或更高级的聚合物、单分子、低聚物、树状聚合物(dendrimer)及其混合物在溶剂中的溶液，形成本发明有机存储装置的离子转移层的结构，其电导率不大于约10^-12S/cm，并能够携带金属离子。对于聚合物，例如可使用均聚物、共聚物和/或不同聚合物的混合物。这种聚合物的具体实例可包括聚(4-乙烯基吡啶)、聚(2-乙烯基吡啶)、聚乙烯基吡咯烷酮、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、聚酰胺胺和/或聚酰亚胺。

根据本发明，制造有机存储装置的方法可包括在覆盖基板的第一电极上形成离子转移层，和形成与离子转移层接触的第二电极。

附图说明

结合附图，从以下详细描述将更加清楚地理解本发明。图1～5表示如本文所述的非限制性实施方式。

图1是根据本发明的有机存储装置的示意图；

图2是图1所示的有机存储装置的等效电路图；

图3a和3b是说明根据本发明的有机存储装置的操作原理的示意图；

图4是表示响应于施加到实施例1制造的有机存储装置的电压的电流变化图；和

图5是表示实施例1中制造的有机存储装置的电阻随时间的变化图。

具体实施方式

现参考示出一些实施方式的附图更全面地描述本发明。在图中，为了清楚起见，可以放大层和区域的厚度。

在此公开详细说明的本发明的实施方式。本文披露的具体结构和功能的细节仅为代表性的，是为了描述本发明。然而，本发明可以许多替代形式来表现，而不应认为仅受限于本文给出的实施方式。

因此，尽管本发明能够有各种各样的修改和替代形式，但通过图中的实例来说明本发明，并在此进行详细描述。然而，应认识到，并非意图将本发明限于所公开的特定形式，相反，本发明意图涵盖落入本发明范围内的所有的修改、等同物和替换。在整个对附图的描述中相同的附图标记表示相同的元件。

应理解，尽管本文可使用术语第一、第二、第三等描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅仅用于将一元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以称为第二元件、组件、区域、层或部分，而不含偏离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个列出的相关项的任意和全部组合。

本文所使用的术语是仅仅为了描述特定的实施方式，并不试图限制本发明。如本文中所使用的，单数形式的“一个”和“所述”意图也包括复数形式，除非文中另外清楚地指出。还应理解术语“包含”、“含有”、“包括”和/或“内含”当用于本文时，表示存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组件，但是并不排除存在或添加一种或多种其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其集合。

应理解，尽管本文可使用术语第一、第二、第三等描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于该术语。这些术语仅仅用于将一元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以称为第二元件、组件、区域、层或部分，而不偏离本发明的范围。

在此参考横截面图描述本发明，该横截面图是对理想化的实施方式(和中间结构)的示意性说明。照这样，可以设想这些示意图形状由于例如制造方法和/或公差而引起的变化。因此，本发明不用理解为受限于本文中示出的特定的区域形状，而可以包括由于例如制造所引起的形状变化。例如，图示为长方形的植入区(implanted region)，可以在其边缘具有圆形或曲面特征和/或具有梯度(如植入浓度的梯度)而不是从植入区至非植入区发生急剧变化。同样，由植入形成的掩埋区可在介于掩埋区和穿过其可发生植入的表面之间的区域内引起某些植入。因此，图中所示的区域本身是示意性的，它们的形状不必示出装置的区域的实际形状，并且不限制本发明的范围。

还应注意的是，在一些可替代的实施方案中，所指出的功能/作用可不按照图中所示的顺序进行。例如，根据所包含的功能/作用，依次示出的二个图实际上可基本上同时执行或有时候可以相反的顺序执行。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的技术人员常规理解的相同含义。另外应当理解的是，诸如在常用辞典中所定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关领域的含义有一致的含义，并且不应当以理想化或过度正式的含义来解释，除非本文中这样清楚地定义。

为了更加具体地描述本发明，将参考附图详细地描述本发明的各个方面。但是本发明不限于所述的实施方式。下面将考附图更加详细地描述本发明。

本发明的有机存储装置可包括第一电极、第二电极和第一电极和第二电极之间的可转移金属离子的离子转移层。

离子转移层可由电导率较低的含杂原子的有机材料形成。当给最终存储装置的两个电极施加电压时，金属离子可从第二电极扩散到离子转移层中，该离子转移层履行与固体电解质相同的功能。金属离子可自由地在离子转移层中移动以负载电流。

图1是根据本发明的有机存储装置的示意图。参考图1，本发明的有机存储装置可包括第一电极10、第二电极30和它们之间的离子转移层20。当给该存储装置施加电压时所获得的离子转移层20的电阻值可显示出双稳定性，由此获得存储装置的存储特性。该存储特性可归因于构成离子转移层的有机材料的特性。因此，甚至当断电时，也可保持存储特性，由此保证了存储装置的非易失性。

可以存储基质的形式提供本发明的存储装置，该存储基质可形成于合适的基板上，例如玻璃和/或硅基板。在该存储基质中，可以形成共用代码行(common word line)，从而可在多个多单元结构中存储、擦除、读取和写入数据。

离子转移层20可由电导率不大于10^-12S/cm的有机材料形成。可用于形成本发明的离子转移层的有机材料的实例可包括聚合物、共聚物或更高级的聚合物、单分子、低聚物、树状聚合物及其混合物。离子转移层20可由例如聚合物形成，该聚合物选自均聚物、共聚物和/或不同聚合物的混合物。聚合物的具体例子可包括但不限于聚(2-乙烯基吡啶)、聚(4-乙烯基吡啶)、聚乙烯基吡咯烷酮、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、聚酰胺胺和/或聚酰亚胺。

离子转移层20可由以下式(1)的聚酰胺胺树状聚合物形成：

如果单分子包含至少一个杂原子或电导率不大于10^-12S/cm，则任何单分子可用于形成离子转移层20。例如，离子转移层20可由选自以下物质的单分子形成：联吡啶、吡啶、乙二胺、吡咯烷酮、环己烷氨基磺酸(cyclam)、卟啉、酞菁和/或其衍生物。可将离子转移层连接到电极和二极管。二极管可为P-N二极管和/或Schottky二极管。

第一电极10和第二电极30可由至少一种导电性材料制成，该导电性材料选自但不限于金、银、铂、铜、钴、镍、锡、铝、氧化铟锡、钛和/或其组合。使用高扩散性金属形成第一电极10可能是必需的，金属离子从该第一电极扩散。这种高扩散性金属的非限制性例子可包括金、银、铂、铜、钴、镍、锡和/或铝。

第一电极10可由至少一种导电性材料制成，该导电性材料选自金属、金属合金、金属氮化物、金属氧化物、金属硫化物、碳聚合物、导电性聚合物和/或有机导体。用于第一电极的材料的例子可包括但不限于钨(W)、WN、Ti、TiN、TiAlN、TiSiN、Ta、TaN、TaSiN、Ni、Cr、Ru、RuO₂、RuSiN、Ir、IrO₂、ITO、铝(Al)和/或氧化铟锡(ITO)。

可用于形成第一电极的导电性聚合物的具体例子包括苯乙炔聚合物例如聚二苯乙炔、聚(叔丁基)二苯乙炔、聚(三氟甲基)二苯乙炔、聚(双-三氟甲基)乙炔、聚二(叔丁基二苯基)乙炔、聚(三甲基甲硅烷基)二苯乙炔、聚(咔唑)二苯乙炔、聚二乙炔、聚苯乙炔、聚吡啶乙炔、聚甲氧苯基乙炔、聚甲苯基乙炔、聚(叔丁基)苯乙炔、聚硝基苯基乙炔、聚(三氟甲基)苯乙炔、聚(三甲基甲硅烷基)苯乙炔和/或其衍生物和/或噻吩聚合物。

第二电极30可由铜和/或银制成，和/或第一电极10可由铝、钛和/或氧化铟锡制成。可在基板上形成本发明的有机存储装置。对于基板，可使用通常的有机和/或无机基板。也可使用柔性基板。玻璃、硅、表面改性的玻璃、聚丙烯和/或活化的丙烯酰胺可用作基板用材料。

本发明的有机存储装置可具有低于约5伏的较低操作电压，和较高的开/关电流比。通过控制有机存储装置的金属有机复合物的结合能可延长本发明的有机存储装置的保持时间。根据软硬酸碱理论，可以知道硬酸与硬碱强烈结合，软酸与软碱强烈结合，从而形成相应的复合物。通过根据欲使用的金属类型改变碱可控制结合能。可预期长时间保持以复合物的结合储存的电阻态，在该复合物中酸与相应的碱强烈结合。

图2是说明图1所示的有机存储装置的切换的等效电路图；本发明的有机存储装置的一个电极可以接地，另一电极可以经过负载电阻连接到输入电源。该电路可包括额外的元件(例如外电阻)以控制切换时有机存储器的电阻。

虽然没有清楚地确立本发明的存储装置的切换和存储现象，可以考虑以下假定。图3a和3b是说明根据本发明的有机存储装置的操作原理的示意图。

当将大于正临界值的电压作为第一电压脉冲施加到“关闭”状态的有机存储装置时，可离子化第二电极30的构成金属，且所得的金属离子可扩散到离子转移层20中。离子转移层20的构成有机材料中存在的大量金属离子可降低元件单元(unit cells)的总电阻。或者，可将一些或全部所期望的金属离子结合到施于第二电极上的离子转移层中，以形成离子转移层，由此减小或消除金属离子从第二电极扩散的需要。

金属离子可与有机材料的杂原子(N，O和/或S原子)配位，它们可长时间保持在配位状态。结果，在离子转移层20的电导率增加时，本发明的有机存储装置可被转变成“开启”状态。

另一方面，当将小于负临界值的电压作为第二电压脉冲施加到有机存储装置时，在离子转移层20中存在的金属离子可迁移到第二电极30。在第一电极10和电子转移层20间的界面附近可形成缺乏金属离子的位点。因为缺乏金属离子的位点上电导率低，可降低有机存储装置的导电性。结果，有机存储装置由被切换到“关闭”状态。

总之，当在本发明的有机存储装置的两个电极之间施加合适的电压时，离子转移层可在高电阻态和低电阻态之间切换。金属离子均匀地分散在形成于第一电极10和第二电极30之间的离子转移层20中的状态可成为低电阻设置态(lower resistance set state)，而金属离子向第一电极10迁移的状态可成为高电阻复位态(higher resistance reset state)。假设低电阻态定义为数据“1”，而高电阻态定义为数据“0”，则可以存储数据的两个逻辑态。

本发明涉及制造有机存储装置的方法。具体地，本发明的方法可包括在覆盖基板上的第一电极上形成离子转移层，和形成与离子转移层接触的第二电极。当将电压施加到存储装置的两个电极上时，金属离子可从第二电极扩散到离子转移层，结果，离子转移层可担当金属离子在其中扩散的固体电解质层。

在加工和材料方面，根据本发明的方法，可通过更简单的技术例如旋转流延(spin casting)形成离子转移层，而不需要较高成本的技术例如电子束沉积(electron beam deposition)。具体地，可通过以下步骤制造本发明的存储装置。可用导电性材料涂覆第一电极。可将包括电导率较低的有机材料的组合物涂覆到第一电极上以形成离子转移层，然后可在该离子转移层上形成第二电极，由此完成最终存储装置的制造。

用于形成离子转移层的涂覆方法没有特别限制，其例子可包括旋涂、喷涂、静电涂覆、浸涂、刮涂、辊涂和/或喷墨印刷。离子转移层可具有约50

～约3,000

的厚度。

至少一种选自水、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、环戊酮、环己酮、甲基乙基酮、乙基溶纤剂乙酸酯(ethyl cellosolve acetate)、醋酸丁酯、乙二醇、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、氯苯、乙腈及其混合物的溶剂可用于通过旋涂形成离子转移层。也可使用任何混溶比(miscible ratio)的两种以上该溶剂的溶剂体系或溶剂混合物。

第一电极和第二电极之间的离子转移层可形成为单层和/或由两层或以上构成的多层。当离子转移层具有多层结构时，用于各个层的组合物可以彼此相同或不同。可使用已知的涂覆方法形成第一电极和第二电极，该已知涂覆方法包括沉积例如热蒸镀、溅射、电子束蒸发和/或旋涂

下文中，将参考以下实施例更加详细地解释本发明。但是，给出这些实施例是出于说明的目的，不能被解释为限制本发明的范围。

实施例

实施例1

通过热蒸镀在玻璃基板上沉积铝至约80nm的厚度以形成下部电极，接着图案化下部电极。将聚(4-乙烯基吡啶)和聚(2-乙烯基吡啶)的混合物(约0.5wt％)在氯仿中的溶液以约1500rpm旋涂到图案化的下部电极上，并在110℃下焙烧约30分钟以形成离子转移层。接着，通过热蒸镀在该离子转移层上沉积铜至约80nm的厚度以形成上部电极，这样就完成了本发明的试验有机存储装置的制造。控制离子转移层的厚度为约30nm～约100nm，该厚度用Alpha-Step轮廓曲线仪测定。使用石英晶体监视器控制沉积电极的厚度。

实施例2

通过热蒸镀在玻璃基板上沉积铝至约80nm的厚度以形成下部电极，接着图案化下部电极。将式(1)的PAMAM树状聚合物(2wt％)的甲醇溶液以约800rpm旋涂到图案化的下部电极上，并在110℃下焙烧约30分钟以形成离子转移层。接着，通过热蒸镀在该离子转移层上沉积铜至约80nm厚度以形成上部电极，这样就完成了本发明的试验有机存储装置的制造。控制离子转移层的厚度为约30nm～约100nm，该厚度用Alpha-Step轮廓曲线仪测定。使用石英晶体监视器控制沉积电极的厚度。

试验实施例1

A.存储设备的切换特性试验

将电压施加到实施例1中制造的有机存储装置的两个电极上，以评价在电流变化时的切换特性。结果如图4所示。从图1所示的图中可明显看出，有机存储装置在高电阻态和低电阻态间切换，以响应施加到装置上的电压，该有机存储装置使用电导率为约10^-12S/cm或以下的有机材料制造。

在图4所示的图中，横坐标表示施加在第一电极(负电极)和第二电极(正电极)间的电压，纵坐标表示流过离子转移层的电流。该图4中所示的电流-电压特性表明本发明的有机存储装置显示出滞后特性。有机存储装置在制造之后立即具有较低的电阻率并处于“关闭”状态。该有机存储装置在低于约3.8V的电压下处于“关闭”状态(图4中的‘①’)。

当施加高于约3.8V的电压时，流过离子转移层的电流增加，有机存储装置转变成“开启”状态，在该状态离子转移层的电导率增加(图4中的‘②’)。当将施加的电压降低至约0时，电流线性下降(图4中的‘③’)。当将施加的电压降低至约-1V时，电阻略微减小，导致电流斜率增加，这是由于施加负电压导致外电阻消失的事实，这不同于施加正电压的情况(图4中的‘④’)。在约-1V的电压下观察到电阻的切换，这导致有机存储装置的高电阻态(图4中的‘⑤’)，此后保持有机存储装置的高电阻。

根据本发明的有机存储装置，甚至在没有给存储装置施加电压或电流时，两个不同电阻态也可被保持较长的时间。此外，因为通过在施加低电压时检测电流可读取该电阻态，所以本发明的装置作为存储装置是有用的。可证实，可通过较简单的技术例如旋转流延以较低成本制造本发明的有机存储装置，并显示出提高的切换特性，该有机存储装置可包括由电导率较低的含杂原子的有机材料形成的离子转移层。

B.存储装置的数据保持时间

热降解可能是限制非易失性存储装置的使用寿命和可靠性的最重要因素，并且可能是测定数据保持和存储性能方面的重要性质，该数据保持意味着期望时间的数据储存，该存储性能评价为漏泄电流(leakage current)。

通过观察当在恒温下在有机存储装置的第一电极和第二电极之间施加正电压和/或负电压时，脉冲形状响应输入信号随时间流逝的变化，测定存储装置的保持时间。所得结果示于图5中。图5所示的图表明，根据本发明的有机存储装置的切换现象甚至在约70小时后也保持稳定，这说明有机存储装置显示出杰出的数据储存能力。

从前述明显可见，本发明的有机存储装置可通过较简单和经济的方法例如旋转流延制造。此外，本发明的有机存储装置可具有较低操作电压和较高开/关电流比的优点。

而且，因为本发明的有机存储装置显示出提高的热稳定性和满意的非易失性，它非常适合用于非易失性大容量储存元件。在本发明的有机存储装置中可使用柔性电极来制造柔性存储装置。

虽然为了说明的目的已经公开了本发明，但是本领域技术人员将理解，各种修改和变化是可行的，而不偏离所附权利要求的范围和精神。因此，该修改和变化也在权利要求的范围内。

Claims

1. 有机存储装置，其包括：

第一电极；

第二电极；和

第一电极和第二电极之间的离子转移层。

2. 权利要求1的有机存储装置，其中所述离子转移层由电导率不大于约10^-12S/cm的有机材料形成。

3. 权利要求2的有机存储装置，其中所述有机材料是聚合物、共聚物或更高级的聚合物、单分子、低聚物、树状聚合物及其混合物。

4. 权利要求3的有机存储装置，其中所述聚合物是均聚物、共聚物或不同聚合物的混合物。

5. 权利要求3的有机存储装置，其中所述聚合物选自聚(2-乙烯基吡啶)、聚(4-乙烯基吡啶)、聚乙烯基吡咯烷酮、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、聚酰胺胺和聚酰亚胺。

6. 权利要求3的有机存储装置，其中所述树状聚合物为下式(1)的聚酰胺胺树状聚合物：

7. 权利要求3的有机存储装置，其中所述单分子选自联吡啶、吡啶、乙二胺、吡咯烷酮、环己烷氨基磺酸、卟啉、酞菁及其衍生物。

8. 权利要求1的有机存储装置，其中所述第一电极或第二电极由选自以下物质的材料制成：金、银、铂、铜、钴、镍、锡、铝、氧化铟锡、钛及其组合。

9. 权利要求1的有机存储装置，其中所述第一电极由选自以下物质的材料制成：钨(W)、WN、Ti、TiN、TiAlN、TiSiN、Ta、TaN、TaSiN、Ni、Cr、Ru、RuO₂、RuSiN、Ir、IrO₂、ITO、铝(Al)和氧化铟锡(ITO)，并且所述第二电极由选自以下物质的材料制成：金、银、铂、铜、钴、镍、锡和铝。

10. 权利要求1的有机存储装置，其中所述离子转移层连接到电极和二极管。

11. 权利要求10的有机存储装置，其中所述二极管是P-N二极管或Schottky二极管。

12. 制造有机存储装置的方法，其包括：

在覆盖基板的第一电极上形成离子转移层；和

形成与离子转移层接触的第二电极。

13. 权利要求12的方法，其还包括：

将电压施加到所述存储装置的两个电极上，以使金属离子从第二电极扩散到离子转移层中，由此允许离子转移层担当金属离子在其中扩散的固体电解质层。

14. 权利要求12的方法，其中所述离子转移层通过施涂能够携带金属离子的有机材料在溶剂中的溶液而形成。

15. 权利要求14的方法，其中所述有机材料的电导率不大于约10^-12S/cm。

16. 权利要求14的方法，其中所述有机材料是聚合物、共聚物或更高级的聚合物、单分子、低聚物、树状聚合物及其混合物。

17. 权利要求16的方法，其中所述聚合物是均聚物、共聚物或不同聚合物的混合物。

18. 权利要求16的方法，其中所述聚合物选自聚(2-乙烯基吡啶)、聚(4-乙烯基吡啶)、聚乙烯基吡咯烷酮、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、聚酰胺胺和聚酰亚胺。

19. 权利要求16的方法，其中所述树状聚合物为下式(1)的聚酰胺胺树状聚合物：

20. 权利要求16的方法，其中所述单分子选自联吡啶、吡啶、乙二胺、吡咯烷酮、环己烷氨基磺酸、卟啉、酞菁及其衍生物。

21. 权利要求14的方法，其中所述涂覆通过选自以下的涂覆方法进行：旋涂、喷涂、静电涂覆、浸涂、刮涂和辊涂。

22. 权利要求14的方法，其中所述溶剂选自水、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、环戊酮、环己酮、甲基乙基酮、乙基溶纤剂乙酸酯、醋酸丁酯、乙二醇、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、氯苯、乙腈及其混合物。