CN109791976A - 使用从邻近结构扩散的掺杂剂种类的关联电子材料器件 - Google Patents

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CN109791976A CN201780042126.7A CN201780042126A CN109791976A CN 109791976 A CN109791976 A CN 109791976A CN 201780042126 A CN201780042126 A CN 201780042126A CN 109791976 A CN109791976 A CN 109791976A
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金柏莉·盖伊·里德
卢西恩·斯弗恩
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Abstract

本技术总体涉及用于例如执行切换功能的关联电子材料的制造。在实施例中，可使用衍生自用于制造诸如导电基板(210)或导电覆盖层(230)的邻近结构的一种或多种前驱体的掺杂剂种类(205，206)来掺杂关联电子材料(220)。

Description

使用从邻近结构扩散的掺杂剂种类的关联电子材料器件
技术领域
本技术总体涉及关联电子材料器件，并且更具体地可涉及制造展现出期望的阻抗特性的关联电子材料器件(例如可用在开关、存储器电路等中)的方法。
背景技术
诸如电子切换器件之类的集成电路器件可以在各种电子器件类型中找到。例如，存储器和/或逻辑器件可并入适用于计算机、数码相机、蜂窝电话、平板设备、个人数字助理等的电子开关。设计者在考虑电子切换器件是否适合于特定应用时可能感兴趣的与电子切换器件有关的因素，例如可包括物理尺寸、存储密度、工作电压、阻抗范围和/或功耗。设计者可能关注的其他因素例如可包括制造成本、易于制造、可扩展性和/或可靠性。此外，对展现出较低功率和/或较高速度的特性的存储器和/或逻辑器件的需求似乎在不断增长。
附图说明
要求保护的主题在说明书的结论部分中具体指出并明确要求保护。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下的详细描述可最好地理解关于组织和/或操作方法二者，以及其目的、特征和/或优点，其中：
图1A是由关联电子材料形成的器件的电流密度相对于电压分布的实施例的图示；
图1B是包括关联电子材料的切换器件的实施例的图示和关联电子材料开关的等效电路的示意图；
图2A是示出掺杂剂种类(dopant species)原子的导电基板的实施例的图示；
图2B是响应于导电基板的掺杂而接收掺杂剂种类原子的关联电子材料的实施例的图示；
图2C是关联电子材料(CEM)膜上方沉积的导电基板的实施例的图示；
图2D是响应于导电覆盖层的掺杂而接收掺杂剂种类原子的关联电子材料的实施例的图示；
图3A是用于与一个或多个类型的掺杂剂种类分子一起形成导电基板材料的示例前驱体的实施例的示意图；
图3B是嵌入导电材料中的掺杂剂种类分子扩散到CEM膜的的实施例的图示；以及
图4和图5是用于制造具有降低的界面层阻抗的关联电子材料的通用工艺的实施例的流程图。
具体实施方式
在以下详细描述中参考了形成本发明的一部分的附图，其中，贯穿全文相同的附图标记可以表示相同和/或类似的相同部分。应理解，附图不一定按比例绘制，例如出于说明的简单和/或清楚的目的。例如，一些实施例的尺寸可能相对于其他实施例被夸大。此外，应理解，可以采用其他实施例。此外，在不脱离所要求保护的主题的情况下，可以进行结构变化和/或其他变化。本说明书中对“要求保护的主题”的引用是指旨在由一个或多个权利要求或其任何部分涵盖的主题，并且不一定旨在指代完整的权利要求集、指代权利要求集的特定组合(例如，方法权利要求、产品权利要求等)或指代特定权利要求。还应注意，例如，诸如上、下、顶部、底部等的方向和/或引用可用于促进对附图的讨论，并且不旨在限制所要求保护的主题的应用。因此，以下详细描述不应被视为限制所要求保护的主题和/或等同物。
贯穿本说明书对一个实施方式、实施方式、一个实施例、实施例等的引用意味着关于特定实施方式和/或实施例描述的特定特征、结构、特性等包括在所要求保护的主题的至少一个实施方式和/或实施例中。因此，例如，在整个说明书中的各个地方出现这样的短语不一定旨在指代相同的实施方式和/或实施例或任何一个特定的实施方式和/或实施例。此外，应理解，所描述的特定特征、结构、特性等能够以各种方式组合在一个或多个实施方式和/或实施例中，并且因此在预期的权利要求范围内。当然，通常，如同专利申请说明书的情况一样，这些和其他问题可能在特定的使用情境中变化。换句话说，在整个公开内容中，描述和/或使用的特定背景提供了关于要得出的合理推论的有用指导；然而，同样地，通常没有进一步限制的“在这种背景中”指代本公开的背景。
本公开的特定实施例描述了用于制备和/或制造关联电子材料(CEM)以形成例如关联电子开关(例如可用以形成例如存储器和/或逻辑器件中的关联电子随机存取存储器(CERAM))的方法和/或过程。例如，可以用于构造CERAM器件和CEM开关的CEM还可以包括各种其他电子电路类型，例如存储器控制器、存储器阵列、滤波器电路、数据转换器、光学仪器、锁相环电路、微波和毫米波收发器等，尽管所要求保护的主题在这些方面的范围不受限制。在这种情况下，CEM开关例如可以响应于在例如相变存储器件中从结晶态到非晶态的变化或者在另一示例中在电阻RAM器件中形成细丝(filament)而展现出基本上快速的导体到绝缘体的转变，该导体到绝缘体的转变可通过电子关联而非固态结构相变产生。在一个实施例中，CEM器件中的基本上快速的导体到绝缘体转变可以响应于量子力学现象，与例如在相变和电阻RAM器件中熔化/凝固或细丝形成相反。在若干实施例中的任何一个中可以理解例如在CEM中在相对导电和相对绝缘状态之间、和/或在第一和第二阻抗状态之间的这种量子力学转变。如本文所使用的，术语“相对导电状态”、“相对较低阻抗状态”和/或“金属状态”可以是可互换的，和/或有时可被称为“相对导电/较低阻抗状态”。类似地，术语“相对绝缘状态”和“相对较高阻抗状态”在本文中可以互换使用，和/或有时可被称为相对“绝缘/较高阻抗状态”。
关联电子材料在相对绝缘/较高阻抗状态和相对导电/较低阻抗状态之间的量子力学转变可按照莫特(Mott)转变来理解，其中，相对导电/较低阻抗状态与绝缘/较高阻抗状态基本上不同。根据莫特转变，如果发生莫特转变条件，则材料可以从相对绝缘/较高阻抗状态切换到相对导电/较低阻抗状态。莫特标准可以由(nc)1/3a≈0.26定义，其中nc表示电子浓度，并且其中，“a”表示玻尔(Bohr)半径。如果达到阈值载流子浓度，使得满足莫特标准，则认为发生莫特转变。响应于莫特转变发生，CEM器件的状态从相对较高电阻/较高电容状态(例如，绝缘/较高阻抗状态)改变为与较高电阻/较高电容状态基本上不同的相对较低电阻/较低电容状态(例如，导电/较低阻抗状态)。
莫特转变可通过电子局域化控制。如果诸如电子之类的载流子被局域化，则认为载流子之间的强库仑相互作用分割CEM的带而产生相对绝缘(相对较高阻抗)状态。如果电子不再被局域化，则弱的库仑相互作用可占主导地位，这可导致带分割的消除，从而可产生与相对较高阻抗状态基本上不同的金属(导电)带(相对较低阻抗状态)。
此外，在实施例中，除了电阻的变化之外，从相对绝缘/较高阻抗状态切换到基本上不相似且相对导电/较低阻抗状态可以引起电容的变化。例如，CEM器件可展现出可变电阻性质以及可变电容的性质。换句话说，CEM器件的阻抗特性可包括“复(complex)”阻抗，其可包括电阻和电容分量。例如，在金属状态中，CEM器件可以包括可以接近零的相对低的电场，因此可以展现出基本上低的电容(例如，相对低的复阻抗)，其同样可以接近零。
类似地，在相对绝缘/较高阻抗状态(其可由较高密度的束缚电子或关联电子产生)中，外部电场可能能够穿透CEM，并且因此CEM可以至少部分基于存储在CEM内的额外电荷而展现出较高的电容。因此，例如，至少在特定实施例中，从CEM器件中的相对绝缘/较高阻抗状态(例如，相对高的复阻抗)到基本上不相似且相对导电/较低阻抗状态的转变可导致电阻和电容两者变化。这种转变可带来额外的可测量现象，并且要求保护的主题在这方面不受限制。
在实施例中，由CEM形成的器件可在构成器件的CEM的大部分体积中响应于莫特转变而展现出阻抗状态的切换。在实施例中，CEM可形成“体开关(bulk switch)”。如本文所使用的，术语“体开关”指的是CEM的至少大部分体积例如响应于莫特转变而切换器件的阻抗状态。例如，在实施例中，器件的基本上所有CEM可响应于莫特转变从相对绝缘/较高阻抗状态切换到相对导电/较低阻抗状态或者从相对导电/较低阻抗状态切换到相对绝缘/较高阻抗状态。在实施例中，CEM可包含一种或多种过渡金属、一种或多种过渡金属化合物(例如，一种或多种过渡金属氧化物(TMO))、一种或多种包含稀土元素的氧化物、元素周期表的一种或多种其他f区元素的一种或多种氧化物、一种或多种稀土过渡金属氧化物(例如钇和/或镱的钙钛矿)，尽管要求保护的主题的范围在这方面不受限制。在实施例中，CEM器件可包含选自包括以下各项的组的一种或多种材料：铝、镉、铬、钴、铜、金、铁、锰、汞、钼、镍、钯、铼、钌、银、钽、锡、钛、钒、钇、和锌(其可以与诸如氧或其他类型的配体之类的阴离子连接)或其组合，尽管要求保护的主题的范围在这方面不受限制。
图1A是由CEM形成的器件的电流密度相对于电压分布的实施例100的图示。至少部分地基于(例如，在“写入操作”期间)施加到CEM器件的端子的电压，CEM器件可被置于相对低阻抗状态或相对高阻抗状态。例如，施加电压V设定和电流密度J设定可以导致CEM器件转变到相对低阻抗的存储器状态。相反，施加电压V重置和电流密度J重置可以使CEM器件转变到相对高阻抗的存储器状态。如图1A所示，附图标记110示出了可以将V设定与V重置分开的电压范围。在将CEM器件置于高阻抗状态或低阻抗状态之后，可以通过(例如，在读取操作期间)施加电压V读取和(例如，利用读取窗107)检测CEM器件的端子处的电流或电流密度来检测CEM器件的特定状态。
根据实施例，图1中表征的CEM器件可包括任何过渡金属氧化物(TMO)(例如钙钛矿)、莫特绝缘体、电荷交换绝缘体、和安德森(Anderson)无序绝缘体。在特定实施方式中，CEM器件可由切换材料形成，例如氧化镍、氧化钴、氧化铁、氧化钇、氧化钛钇和钙钛矿(例如铬掺杂的钛酸锶、钛酸镧和例如包括镨锰酸钙和镧锰酸镧的锰酸盐族)。具体地，掺入具有不完整“d”和“f”轨道壳的元素的氧化物可以展现出足够的阻抗切换特性以用于CEM器件。在不脱离所要求保护的主题的情况下，其他实施方式可以使用其他d或f区金属化合物。
在实施例中，图1A的CEM器件可包括其他类型的过渡金属氧化物可变阻抗材料，但是应理解，这些仅是示例性的，并不旨在限制所要求保护的主题。氧化镍(NiO)作为一种特定的TMO被公开。本文讨论的NiO材料掺杂有可以建立和/或稳定可变阻抗性质的外在配体。因此，在另一具体示例中，掺杂有外部配体的NiO可以表示为NiO:Lx，其中，Lx可以指示配体元素或化合物，x可以指示一个单位的NiO的配体的单位数。可以简单地通过平衡化合价来确定用于任何特定配体以及配体与NiO或任何其他过渡金属化合物的任何特定组合的x值。除羰基之外的其他掺杂剂配体可包括：亚硝酰基(NO)、异氰化物(RNC，其中R是H、C1-C6烷基或C6-C10芳基)、膦(R3P，其中R是C1-C6烷基或C6-C10芳基)，例如，三苯基膦(PPh3)、烯烃(例如，乙烯)、炔烃(例如，乙炔)、菲咯啉(C12H8N2)、联吡啶(C10H8N2)、乙二胺(C2H4(NH2)2)、氨(NH3)、乙腈(CH3CN)、氟化物(F)、氯化物(Cl)、溴化物(Br)、氰化物(CN)、硫(S)等。
在另一实施例中，图1A的CEM器件可包括其他过渡金属氧化物可变阻抗材料，例如含氮配体，但是应理解，这些仅是示例性的，并不旨在限制要求保护的主题。氧化镍(NiO)作为一种特定的TMO被公开。本文讨论的NiO材料可掺杂有可稳定可变阻抗性质的外来含氮配体。具体地，本文公开的NiO可变阻抗材料可包括CxHyNz形式的含氮分子(其中，x≥0、y≥0、z≥0，并且其中，至少x、y或z包括>0的值)，例如：氨(NH3)、氰基(CN-)、叠氮离子(N3 -)、1,10-菲咯啉(C12H8N2)、2,2'-联吡啶(C10,H8N2)、乙二胺((C2H4(NH2)2)、吡啶(C5H5N)、乙腈(CH3CN)、和诸如硫氰酸盐的氰基硫化物(NCS-)。本文公开的NiO可变阻抗材料可包括氧氮化物族的成员(NxOy，其中，x和y包括整数，并且其中，x≥0且y≥0并且至少x或y包括>0的值)，其可包括例如一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、二氧化氮(NO2)、或具有NO3 -配体的前驱体。
根据图1A，如果施加足够的偏压(例如，超过带分裂电位)并且满足上述莫特条件(例如，注入的电子空穴具有与切换区域中的电子群体相当的群体)，则CEM器件可例如响应于莫特转换从相对低阻抗状态切换到相对高阻抗状态。这可以对应于图1A的电压相对于电流密度分布中的点108。在此点或适当地邻近此点，电子不再被屏蔽并且在金属离子附近变得局域化。该相关性可以导致强电子与电子相互作用势，其可操作以分割带，从而形成相对高阻抗的材料。如果CEM器件包括相对高阻抗状态，则可以通过电子空穴的传输来产生电流。因此，如果在CEM器件的端子之间施加阈值电压，则在金属-绝缘体-金属(MIM)器件的势垒上方，电子可被注入到MIM二极管中。在某些实施例中，在CEM器件的端子上施加的阈值电势处，注入电子的阈值电流可执行“设定”操作，其将CEM器件置于低阻抗状态。在低阻抗状态下，电子的增加可以屏蔽进入的电子并去除电子的局域化，这可以操作以使带分裂电位崩溃，从而产生低阻抗状态。
根据实施例，CEM器件中的电流可以通过外部施加的“顺应”条件来控制，该“顺应”条件可以至少部分地基于在写入操作期间被限制的施加的外部电流而确定，例如以将CEM器件置于相对高阻抗状态。在一些实施例中，该外部施加的顺应电流还可以为随后的重置操作设定电流密度的条件，以将CEM器件置于相对高阻抗状态。如图1A的特定实施方式中所示，在写入操作期间在点116处施加以将CEM器件置于相对低阻抗状态的电流密度J顺应可以确定在随后的写入操作中用于将CEM器件置于高阻抗状态的顺应条件。如图1A所示，可随后通过在点108处于电压V设定下施加电流密度J重置≥J顺应来将CEM器件置于高阻抗状态，在该点处外部施加J顺应。
在实施例中，顺应可设定在CEM器件中可由空穴“捕获”用于莫特转变的电子的数目。换句话说，在写入操作中施加以将CEM器件置于相对低阻抗的存储器状态的电流可确定将注入CEM器件中用于将CEM器件随后转变为相对高阻抗存储器状态的空穴的数量。
如上文指出，重置条件可响应于点108处的莫特转变而发生。如上问指出，这样的莫特转变可在CEM器件中产生条件，其中电子浓度n约等于电子空穴浓度p，或变得至少与电子空穴浓度p相当。该条件可根据如下表达式(1)来建模：
在表达式(1)中，λTF对应于托马斯费米(Thomas Fermi)屏蔽长度，并且C是常数。
根据实施例，图1A中所示的电压-电流密度分布的区域104中的电流或电流密度可响应于由于跨CEM器件的端子施加的电压信号的注入空穴而存在。这里，注入空穴可满足关于由于跨CEM器件的端子施加阈值电压VMI的电流IMI导致的低阻抗状态到高阻抗状态转变的莫特转变标准。这可根据如下表达式(2)来建模：
其中，Q(VMI)对应于注入的电荷(空穴或电子)并且是所施加电压的函数。注入电子和/或空穴以实现莫特转变可发生在带之间并且可响应于阈值电压VMI和阈值电流IMI。通过使电子浓度n与电荷浓度相等以根据表达式(1)通过表达式(2)中的IMI注入的空穴引起莫特转变，可以根据如下表达式(3)来对这样的阈值电压VMI对托马斯费米屏蔽长度λTF的依赖性建模：
其中，ACEM是CEM器件的横截面积；并且J重置(VMI)可以表示将阈值电压VMI施加到CEM器件的穿过CEM器件的电流密度，其可以将CEM器件置于相对高阻抗状态。
图1B是包括关联电子材料的切换器件的实施例150的图示和关联电子材料开关的等效电路的示意图。如之前所提及的，关联电子器件(例如CEM开关、CERAM阵列或利用一种或多种关联电子材料的其他类型器件)可包括可变或复阻抗器件，其可展现出可变电阻和可变电容两者的特性。换句话说，当跨器件端子122和130测量时，CEM可变阻抗器件(例如包括导电基板160、CEM 170、和导电覆盖层180的器件)的阻抗特性可至少部分取决于该器件的电阻和电容特性。在实施例中，可变阻抗器件的等效电路可包括与可变电容器(例如可变电容器128)并联的可变电阻器(例如可变电阻器126)。当然，尽管可变电阻器126和可变电容器128在图1B中示出为包括分立组件，可变阻抗器件(例如实施例150的器件)可包括基本上均匀的CEM，并且所要求保护的主题内容在此方面不受限制。
下表1描绘了示例可变阻抗器件(例如实施例150的器件)的示例真值表。
电阻 电容 阻抗
R<sub>高</sub>(V<sub>施加</sub>) C<sub>高</sub>(V<sub>施加</sub>) Z<sub>高</sub>(V<sub>施加</sub>)
R<sub>低</sub>(V<sub>施加</sub>) C<sub>低</sub>(V<sub>施加</sub>)～0 Z<sub>低</sub>(V<sub>施加</sub>)
表1-关联电子开关真值表
在实施例中，表1示出了可变阻抗器件(例如实施例150的器件)的电阻可作为至少部分取决于跨CEM器件施加的电压的函数，在低阻抗状态和基本上不相似的高阻抗状态之间转变。在实施例中，在低阻抗状态下展现出的阻抗可以是在高阻抗状态下展现出的阻抗大约10.0-100000.0倍的范围内。在其他实施例中，在低阻抗状态下展现出的阻抗可以比例如在高阻抗状态下展现出的阻抗大约低5.0到10.0倍的范围内。然而，应注意，所要求保护的主题不限于高阻抗状态和低阻抗状态之间的任何特定阻抗比。表1示出了可变阻抗器件(例如实施例150的器件)的电容可在较低电容状态与较高电容状态之间转变，在示例实施例中，较低电容状态可包括近似零或非常小的电容，较高电容状态为至少部分跨CEM器件施加的电压的函数。
根据实施例，可以用于形成CEM开关、CERAM存储器设备或包括一个或多个关联电子材料的各种其他电子器件的CEM器件可例如通过从相对高阻抗状态的(例如，通过注入足够量的电子以满足莫特转换标准)转换而被置于相对低阻抗存储器状态。在将CEM器件转变到相对低阻抗状态时，如果注入足够的电子并且跨CEM器件的端子的电势克服阈值切换电位(例如，V设定)，则注入的电子可开始屏蔽。如之前所提及的，屏蔽可操作以使双重占据电子不被局域化以使带分裂电位崩溃，由此产生相对低阻抗状态。
在特定实施例中，CEM器件的阻抗状态的变化(例如，从低阻抗状态改变为基本上不相似的高阻抗状态)例如可通过包括NixOy(其中下标“x”和“y”包括整数)化合物的电子“反馈(back-donation)”来实现。如本文中使用的术语，“反馈”可以指通过晶格结构的相邻分子(即配体或掺杂剂)将一个或多个电子提供至过渡金属、过渡金属氧化物、或它们的任意组合(即，金属的原子轨道)，并且可以同时涉及电子密度从金属中心捐赠到配体/掺杂剂上的未被占用的的π-反键合轨道的。反馈可以允许过渡金属、过渡金属化合物、过渡金属氧化物、或它们的组合以在施加的电压的影响下保持有利于导电的电离状态。在某些实施例中，例如，在CEM中的反馈可响应于使用羰基(CO)而发生，或者可响应于使用含氮掺杂剂(例如氨(NH3)、乙二胺(C2H8N2)、或氧氮化物族(NxOy)成员)发生，例如，这可允许CEM展现出例如在操作包括CEM的器件或电路期间可控且可逆地将电子“捐赠”给过渡金属或过渡金属氧化物(例如镍)的导电带的性质。例如，在氧化镍材料(例如，NiO:CO或NiO:NH 3)中，反馈可逆转，这允许在器件操作期间氧化镍材料切换到展现出基本上不相似的阻抗特性，例如高阻抗性质。
因此，在此背景下，反馈材料是指至少部分基于施加的电压的影响展现出阻抗切换性质的材料，例如从第一阻抗状态切换到基本上不相似的第二阻抗状态(例如，从相对低阻抗状态切换到反向高阻抗状态，或反之亦然)以控制与材料的导电带之间的电子捐赠和电子捐赠的逆转。
在一些实施例中，通过反馈的方式，如果过渡金属(例如镍)被置于2+的氧化态(例如，在材料中的Ni2+，诸如NiO:CO或NiO:NH3)，则包含过渡金属、过渡金属化合物、或过渡金属氧化物的CEM开关可展现出低阻抗性质。相反，如果过渡金属(例如镍)被置于1+或3+的氧化态，则电子反馈可被逆转。因此，在CEM器件的操作期间，反馈可导致“歧化(disproportionation)”，其可包括基本上同时的氧化和还原反应，基本上根据如下表达式(4)：
2Ni2+→Ni1++Ni3+ (4)
在这种情况下，这种歧化是指如表达式(4)中所示的镍离子(如Ni1++Ni3+)的形成，这可在CEM器件的操作期间产生例如相对高阻抗状态。在实施例中，诸如含碳配体、羰基(CO)或含氮配体(例如氨分子(NH3))之类的“掺杂剂”可允许在CEM器件的操作期间共享电子，从而引起表达式(4)的歧化反应及其基本上根据如下表达式(5)的逆转：
Ni1++Ni3+→2Ni2+ (5)
如之前所提到的，如表达式(5)所示，歧化反应的逆转允许镍基CEM返回到相对低阻抗状态。
如本文中使用的术语，“主要”配体可以指通过如表达式(4)中所述利用金属离子反馈的方式产生“p型”CEM的配体。因此，在特定实施例中，CEM材料可以以金属-配体形式(ML)表达，例如NiO，其中Ni对应于金属“M”，并且其中O对应于配体“L”。在另一示例中，例如利用氧化钒(VO)的CEM，V可以对应于金属“M”，“O”可以对应于配体“L”。
在实施例中，取决于NiO:CO或NiO:NH3的分子浓度，例如，其可在大约0.1％至10.0％的原子百分比值的范围内变化，如图1A中所示，V重置和V设定可在条件V设定≥V重置下在大约0.1V至10.0V的范围内变化。例如，在一个可能的实施例中，V重置可在大约0.1V至1.0V范围内的电压下发生，并且V设定可以在大约例如1.0V至2.0V范围内的电压下发生。然而，应注意的是，V设定和V重置的变化可至少部分基于多种因素发生，例如反馈材料(例如NiO:CO或NiO:NH3和存在于CEM器件中的其他材料)的原子浓度以及其他工艺变化，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。
在某些实施例中，原子层沉积可用于形成或制造包含氧化镍材料(例如NiO:CO或NiO:NH3)的膜，以允许在电路环境中在CEM器件操作期间进行电子反馈，例如，以产生低阻抗状态。另外，在电路环境中的操作期间，例如，可逆转电子反馈以便例如产生基本不相似的阻抗状态，例如高阻抗状态。在特定实施例中，原子层沉积可采用两种或更多种前驱体来将例如NiO:CO或NiO:NH3、其他过渡金属氧化物、过渡金属、或它们的组合的组分沉积到导电基板上。在实施例中，根据如下表达式(6a)，可以利用单独的前驱体分子AX和BY来沉积CEM器件的层：
AX(气体)+BY(气体)＝AB(固体)+XY(固体) (6a)
其中，表达式(6a)的“A”对应于过渡金属、过渡金属化合物、过渡金属氧化物、或它们的任意组合。在实施例中，过渡金属氧化物可包含镍，但可包含其他过渡金属、过渡金属化合物、和/或过渡金属氧化物，例如铝、镉、铬、钴、铜、金、铁、锰、汞、钼、镍钯、铼、钌、银、锡、钛、钒。在特定实施例中，也可以采用包含一种以上过渡金属氧化物的化合物，例如钛酸钇(YTiO3)。
在实施例中，表达式(6a)的“X”可包含配体(例如有机配体)，其包含脒基(AMD)、二环戊二烯基(Cp)2、二乙基环戊二烯基(EtCp)2、双(2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮)((thd)2)、乙酰丙酮酸(acac)、双(甲基环戊二烯基)((CH3C5H4)2)、二甲基乙二醛(dmg)2、2-氨基-戊-2-烯-4-酮基(apo)2、(dmamb)2(其中dmamb＝1-二甲基氨基-2-甲基-2-丁醇酯)、(dmamp)2(其中dmamp＝1-二甲基氨基-2-甲基-2-丙醇酯)、双(五甲基环戊二烯基)(C5(CH3)5)2、和四羰基(CO)4。因此，在一些实施例中，镍基前驱体AX可包括例如脒基镍(Ni(AMD))、二环戊二烯基镍(II)(Ni(Cp)2)、二乙基环戊二烯基镍(II)(Ni(EtCp)2)、双(2,2,6,6-四甲基庚-3,5-二酮)镍(II)(Ni(thd)2)、乙酰丙酮镍(Ni(acac)2)、双(甲基环戊二烯基)镍(Ni(CH3C5H4)2、二甲基乙二醛镍(Ni(dmg)2)、2-氨基-戊-2-烯-4-酮基镍(Ni(apo)2)、Ni(dmamb)2(其中dmamb＝1-二甲氨基-2-甲基-2-丁醇酯)、Ni(dmamp)2(其中dmamp＝1-二甲氨基-2-甲基-2-丙醇酯)、双(五甲基环戊二烯基)镍(II)(Ni(C5(CH3)5)2、和四羰基镍(Ni(CO)4)等。在表达式(6a)中，前驱体“BY”可包括氧化剂，例如氧气(O2)、臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、过氧化氢(H2O2)等。在其他实施例中，等离子体可与氧化剂一起使用以形成氧自由基。
然而，在特定实施例中，除了前驱体AX和BY之外的掺杂剂可用于形成CEM器件的层。可以与前驱体AX协流的额外的掺杂剂可允许基本上根据如下表达式(6b)形成反馈化合物。在实施例中，可以采用诸如氨(NH3)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)之类的掺杂剂以及包含碳或氮的其他种类或提供上面列出的反馈配体的其他掺杂剂。因此，表达式(6a)可被修改为包括基本根据如下表达式(6b)的额外掺杂剂配体：
AX(气体)+(NH3或包含氮的其他配体)+BY(气体)
＝AB:NH3(固体)+XY(气体) (6b)
应注意，可调节表达式(6a)和(6b)的前驱体(例如AX、BY、和NH3(或包含氮的其他配体))的浓度(例如原子浓度)以便在制造的CEM器件中产生氮或碳掺杂剂(例如以氨(NH3)或羰基(CO)的形式)的在约0.1％和10.0％之间的最终原子浓度。如本文所提及的，术语原子浓度涉及成品材料中衍生自取代配体的原子浓度。例如，在配体是羰基(CO)的情况下，以百分比表示的羰基的原子浓度是成品材料中羰基基序中的碳原子和氧原子的总数除以成品材料中原子总数再乘以100。然而，所要求保护的主题不必限于上述前驱体和/或原子浓度。相反，所要求保护的主题旨在涵盖在用于CEM器件的制造的原子层沉积、化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、溅射沉积、物理气相沉积、热线化学气相沉积、激光增强化学气相沉积、激光增强原子层沉积、快速热化学气相沉积、旋涂沉积等中采用的所有这些前驱体。在表达式(6a)和(6b)中，“BY”可以包括氧化剂，例如氧气(O2)、臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、过氧化氢(H2O2)等。在其他实施例中，等离子体可与氧化剂(BY)一起使用以形成氧自由基。同样地，等离子体可以与掺杂剂种类一起使用以形成将控制CEM的掺杂浓度的活化种类。
在特定实施例中，例如采用原子层沉积的实施例，可在加热腔室中将CEM膜暴露于前驱体(例如AX和BY)以及掺杂剂种类分子(例如氨或提供金属-氮键的其他分子(包括例如镍-酰胺、镍-酰亚胺、镍酸酰胺、或它们的组合))，该加热腔室可达到例如约20.0℃至1000.0℃的范围内的温度，或者在在某些实施例中，例如，在约20.0℃至500.0℃的范围内的温度。在其中进行例如NiO:NH3的原子层沉积的一个特定实施例中，可采用约在20.0℃和400.0℃范围内的温度范围。响应于暴露于前驱体气体(例如，AX、BY、NH3或包含氮的其他掺杂剂种类)，可以将这些气体从加热腔室中吹扫大约0.5秒至180.0秒的持续时间。然而，应注意，这些仅仅是温度和/或时间范围的可能合适的范围的示例，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。
在某些实施例中，采用原子层沉积的单个双前驱体循环(例如，AX和BY，如参考表达式6(a)所描述)或单个三前驱体循环(例如，AX、NH3或含氮的其他掺杂剂种类，如参考表达式6(b)所描述)可产生包括厚度大约在至的范围内的CEM器件层。因此，在实施例中，为了采用其中层包括厚度约的的原子层沉积工艺形成厚度约的CEM器件膜，可例如采用800-900次循环。在另一实施例中，采用其中层包括约的厚度的原子层沉积工艺，可执行例如300至350次双前驱体循环。应注意，原子层沉积可用于形成具有其他厚度的CEM器件膜，例如，厚度大约在1.5nm至150.0nm的范围内，并且要求保护的主题在此方面不受限制。
在特定实施例中，响应于原子层沉积的一个或多个双前驱体循环(例如，AX和BY)、或三前驱体循环(AX、NH3、或含氮的其他掺杂剂种类、和BY)，CEM器件膜可以进行原位退火，这可允许在CEM器件膜中改善膜性质或可用于使用氮作为掺杂剂种类(例如以氨的形式)来掺入材料。在某些实施例中，可将腔室加热至约20.0℃至1000.0℃的温度。然而，在其他实施例中，可以采用约150.0℃至800.0℃范围内的温度进行原位退火。原位退火时间可在约1.0秒至5.0小时的持续时间内变化。在特定实施例中，退火时间可以在更窄的范围内变化，例如，从约0.5分钟到约180.0分钟，并且所要求保护的主题在这些方面不受限制。
在特定实施例中，根据上述工艺制造的CEM器件可展现出“新生”性质，其中在制造器件之后器件立即表现出相对低阻抗(相对高导电性)。因此，如果CEM器件被集成到更大的电子设备环境中，例如，在初始激活时，施加到CEM器件的相对小的电压可允许相对高电流流过CEM器件，如图1A的区域104所示。例如，如本文之前所描述的，在至少一个可能的实施例中，例如，V重置可在约0.1V至1.0V范围内的电压下发生，并且V设定可在约1.0V至2.0V范围内的电压下发生。因此，例如，在约2.0V或更小的范围内操作的电切换电压可允许存储器电路例如对写入CERAM存储器设备、从CERAM存储器设备读取、或改变CERAM开关的状态。在实施例中，这种相对低电压操作可降低复杂性、成本，并且可提供优于竞争存储器和/或切换器件技术的其他优点。
图2A是示出掺杂剂种类原子的导电基板的实施例200的图示。导电基板(例如导电基板210)例如可包括在层中制造的基于钛的和/或含钛的基板(例如氮化钛(TiN))例如用于CERAM器件或其他类型的基于CEM的器件中。在其他实施例中，导电基板210可包括其他类型的导电材料，例如氮化钛、铂、钛、铜、铝、钴、镍、钨、氮化钨、硅化钴、氧化钌、铬、金、钯、氧化铟锡、钽、银、铱、或它们的任意组合，并且所要求保护的主题不限于导电基板材料的任何特定组合。
在其中导电基板210包括氮化钛的实施例中，例如，可以采用诸如四氯化钛(TiCl4)之类的前驱体来形成基板210，由于氯原子扩散到CEM中，该前驱体可包含氯作为潜在的掺杂剂种类。在另一实施例中，可采用四(二甲基氨基)钛(IV)(TDMAT)、四(二乙氨基)钛(IV)(TDEAT)、和/或异丙醇钛(IV)(四异丙醇钛，TTIP)来形成TiN基板，由于碳原子扩散到CEM中，该前驱体可包含碳作为掺杂剂种类。应注意，钛基和/或含钛前驱体材料可包含除了氯和/或碳之外的掺杂剂种类，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。前驱体可与作为NH3形式的掺杂剂种类的氮一起使用(例如，协流)。
在其他实施例中，导电基板210可以包含在层中形成的钽基和/或含钽材料(例如氮化钽(TaN))用于CERAM器件或其他类型的基于CEM的器件。在实施例中，可以采用诸如五(二甲氨基)钽(V)(PDMAT)之类的前驱体来形成TaN基板，该前驱体可包含碳作为掺杂剂种类。在另一实施例中，可以采用乙醇钽(V)(TAETO)来形成TaN基板，该前驱体也可包含碳作为掺杂剂种类。在另一实施例中，可以采用五氯化钽(TaCl5)来形成TaN基板，该前驱体可包含氯作为掺杂剂种类。应注意，钽基和/或含钽的前驱体材料可包含除了氯和/或碳之外的掺杂剂种类，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。前驱体可与作为NH3形式的掺杂剂种类的氮一起使用(例如，协流)。
在其他实施例中，导电基板210可包含在层中形成的钨基和/或含钨材料(例如氮化钨(WN))例如用于CERAM器件或其他类型的基于CEM的器件。在实施例中，可采用诸如六羰基钨(W(CO(6)和/或环戊二烯基钨(II)三羰基氢化物之类的前驱体来形成WN基板，二者均可包含碳作为掺杂剂种类。在另一实施例中，可采用三羰基钨(IV)三羰基((NH3)3W(CO)3)和/或钨(五羰基甲基丁基腈)(W(CO)5(C5H11NC)形成WN基板，两者均可以包含碳和/或氮作为掺杂剂种类。应注意，钨基和/或钨前驱体材料还可包含除氮和/或碳外的掺杂剂种类，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。前驱体可与作为NH3形式的掺杂剂种类的的氮一起使用(例如，协流)。
形成或制造导电基板210可涉及多种工艺，例如原子层沉积、化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、溅射沉积、物理气相沉积、热线化学气相沉积、激光增强化学气相沉积、激光增强原子层沉积、快速热化学气相沉积等，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。
在将参考图3A-图3B进一步描述的示例中，在涉及可用于形成TiN基板的TDMAT的制造工艺中，一定量的碳可以保持嵌入在制造的基板内，如掺杂剂种类原子205所示。碳可例如以一种或多种掺杂剂种类分子的形式嵌入TiN基板中，例如将参考图3A-图3B进一步描述。因此，图2A中的掺杂剂种类原子205可表示从嵌入基板210内的掺杂剂种类分子中分解的碳原子。在实施例中，可例如通过增加存在于沉积腔室中的TDMAT的量来控制保留在TiN基板中的碳掺杂剂的量。在其他实施例中，可以增加沉积工艺期间采用的温度，这可影响来自TDMAT的碳的分解，例如分解速率。在其他实施例中，沉积工艺可采用增加的压力，其可用于增加例如在沉积腔室中碳的“停留时间”，这可进而增加制造的基板中存在的碳的量。如本文中使用的术语，“停留时间”可以指前驱体或其他试剂存在于处理腔室中的时间量。停留时间可响应于特定前驱体或其他试剂的压力增加而增加，和/或可响应于前驱体或其他试剂存在于处理腔室中的持续时间的增加而增加。
在另一实施例中，在涉及可用于形成TiN基板的TICl4(四氯化钛)的制造工艺中，氯可以以一种或多种类型的掺杂剂种类分子的形式保留在基板210内。因此，在这样的实施例中，图2A中的掺杂剂种类原子可表示从嵌入基板210内的掺杂剂种类分子分解的氯原子。在实施例中，可例如通过增加存在于沉积腔室中的TiCl4的量来控制作为保留在TiN基板中的掺杂剂种类的氯的量。在其他实施例中，可增加沉积过程中采用的温度，这可以影响来自TiCl4前驱体的氯的分解，例如，分解速率。
图2B是响应于用于形成导电基板的前驱体的分解而接收掺杂剂种类原子的关联电子材料的实施例225的图示。如图2B所示，如果在导电基板210上形成CEM膜220，则一定量的掺杂剂种类原子205可从导电基板扩散到CEM膜220中。在特定实施例中，可以使用较高浓度的含掺杂剂的前驱体来制造导电基板210的顶层(例如，更靠近CEM膜220的层)，其可用于在距CEM膜220仅很小的距离的层处提供可用的额外掺杂剂种类原子。
在实施例中，掺杂剂种类原子205的扩散可例如通过在高温(例如，大约在20℃至1000℃的范围内的温度)下使沉积在导电基板210上的CEM膜退火来辅助。退火可用于加速从保留在导电基板210内的掺杂剂种类分子分解为掺杂剂种类原子。退火还可以用于修补导电基板的晶界，这可允许例如掺杂剂种类原子(例如氯、碳、和氮)跨相邻晶界增加的迁移增加。退火还可用于增加掺杂剂种类原子以其他方式从导电基板210扩散到CEM膜220的路径，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。
在特定实施例中，掺杂剂种类原子和/或分子(例如氮、氯、碳、羰基、亚硝酰基等)可表示用于不利地影响导电基板210的电性能的杂质。例如，嵌入导电基板210中的额外的碳可以用于降低导电基板210的导电性(增加电阻)。因此，用于制备导电基板的典型工艺可强调从导电基板去除碳。其他工艺可强调从导电基板中去除其他杂质(例如氯和氮)。除了可能不利地影响基板的导电性之外，杂质还可引起电荷俘获，这可能增加导电基板的寄生电容。然而，如还将参考图3A-图3B进一步讨论，导电基板中的这些杂质可例如通过操作以产生包含NiO的化合物的电子的反馈来增强CEM膜的电性能，该膜可包含例如CEM膜220。
图2C是沉积在CEM膜上的导电覆盖层的实施例250的图示。在实施例中，导电覆盖层230可包含与类似于包含导电基板210的材料的一种或多种材料，例如选自包含铝、镉、铬、钴、铜、金、铁等的组的一种或多种材料，并且所要求保护的在此方面不受限制。在制造导电覆盖层230之后，例如，一种或多种类型的掺杂剂种类分子和/或衍生自一种或多种类型的掺杂剂种类分子的掺杂剂种类原子例如可保留在导电基板230内。因此，类似于导电基板210的制造，可用于形成导电覆盖层230的涉及TiCl4的制造工艺可响应于衍生自TiCl4的掺杂剂种类分子的分解而产生氯掺杂剂种类。
在图2C中，示出了例如可响应于TiCl4的分解而形成的氯原子作为掺杂剂种类原子206。在一个实施例中，可例如通过增加在形成导电覆盖层230期间采用的沉积腔室中存在的TiCl4含量来控制保留在包含TiN的导电覆盖层中的氯的量。在其他实施例中，可增加沉积工艺期间采用的温度，这可影响从TiCl4前驱体的分解氯的速率。在其他实施例中，可以增加存在于制造的基板中的氯的停留时间，以增加例如嵌入在制造的导电覆盖层230中的氯的存在。
图2D是响应于用于形成导电基板和导电覆盖层的前驱体的分解而接收掺杂剂种类原子的CEM膜的实施例275的图示。如图2D所示，如果在CEM膜220上形成导电覆盖层230，则一定量的掺杂剂种类原子206可从导电覆盖层230扩散到CEM膜220中。在特定实施例中，可以使用较高浓度的含掺杂剂的前驱体来制造导电覆盖层230的顶层，这可用于在距CEM膜220仅很小的距离的层处提供可用的额外掺杂剂种类原子。在实施例中，掺杂剂种类原子206的扩散可例如通过在高温下使沉积在导电基板210上的导电覆盖层和CEM膜退火来辅助，其可用于加速从在导电覆盖层230中保留的掺杂剂种类分子中分解掺杂剂种类原子。退火还可用于修补导电覆盖层的晶界，这可允许例如掺杂剂种类原子(例如，氯、碳、和氮)跨相邻晶界的迁移增加。退火可增加掺杂剂种类原子以其他方式从导电覆盖层230扩散到CEM膜220的路径，并且所要求保护的主题内容在此方面不受限制。
图3A-图3B是前驱体的实施例300的图示，该前驱体可用于与一个或多个类型的掺杂剂种类分子一起形成导电基板。在图3A中，前驱体310对应于TDMAT分子，其可用于形成TiN基板，例如图2A的基板210，或者可用于形成导电覆盖层，例如导电覆盖层230。在图3A中，NH3形式的氮掺杂剂种类分子可以用于协流(co-flow)工艺中，其中导电基板或导电覆盖层例如可通过沉积工艺在层中形成。例如，前驱体310和320可用于原子层沉积工艺或用于形成TiN基板的其他合适的工艺，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。沉积工艺例如可导致导电材料330的层的形成，其可包含如图3A所示的TiN。然而，在其他实施例中，基板材料330可包含各种其他材料，例如氮化钛、铂、钛、铜、铝、钴、镍、钨、氮化钨、硅化钴等，并且所要求保护的主题旨在涵盖可例如与关联电子材料一起使用的所有类型的导电材料。
在制造基板材料330之后，例如，掺杂剂种类分子340可保持嵌入基板材料330内。在图3A的实施例中，掺杂剂种类分子340可包含气体，例如氮气(N2)和表面含碳种类HN(CH3)2。应注意，例如，其他前驱体可用于制造其他类型的导电材料，例如TDMAT、TDEAT、TTIP、PDMAT、TAETO、TaCl5、W(CO)6、(NH3)3W(CO)3、W(CO)5(C5H11NC)，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。用于制造其他类型的导电材料的前驱体可产生与图3的掺杂剂种类分子340不同的掺杂剂种类分子。
图3B是嵌入导电材料中的掺杂剂种类分子扩散到CEM膜的的实施例350的图示。在图3B中，示出了碳掺杂剂种类原子从掺杂剂种类分子(HN(CH3)2)扩散到包含NiO的CEM膜335中。在特定实施例中，碳掺杂剂种类原子的扩散可允许形成羰基(CO)，其可用于例如在包含NiO的CEM膜层345中填充氧空位以形成NiO:CO。例如，在CEM膜层345中填充氧空位的可带来CEM膜中的电子反馈。例如，在包含氧化镍的的CEM膜(例如，NiO:CO)中反馈可被逆转，这可由此允许CEM膜在器件操作期间切换至展现出高阻抗性质。同样，在图3B中，示出了掺杂剂种类原子从掺杂剂种类分子(N2)扩散以形成NH3，其可用以在包含NiO的CEM膜的CEM膜层345中填充氧空位以形成NiO:NH3。在某些实施例中，例如，响应于使用氮作为氨(NH3)形式的掺杂剂种类，可以发生在关联电子材料中的反馈。如之前所描述，电子反馈可导致例如在操作期间到过渡金属或过渡金属氧化物(例如镍)的导电带的可控且可逆的电子捐赠。
图4是用于制造具有降低的界面层阻抗的关联电子材料的通用工艺的实施例400的流程图。诸如图4和本文描述的其他附图中描述的示例实施方式可包括除了示出和描述的框之外的框、更少的框、或以不同于可识别的顺序发生的框或者它们的任意组合。实施例400可在框410处开始，其可包括使用一种或多种前驱体形成导电基板。在框410处，可以形成基板，例如包括TiN的导电基板。在其他实施例中，导电基板可包含铂、钛、铜、铝、钴、镍、钨、氮化钨、硅化钴、氧化钌、铬、金、钯、氧化铟锡、钽、银、铱、或它们的任意组合。在框410处形成的导电基板可涉及在制造CEM器件中采用的各种工艺，例如原子层沉积、化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、溅射沉积、物理气相沉积、热线化学气相沉积、激光增强化学气相沉积、激光增强原子层沉积、快速热化学气相沉积等。
在框420处，可在导电基板上形成CEM膜。CEM膜可包含例如包含镍的过渡金属氧化物，但可包含其他过渡金属、过渡金属化合物和/或过渡金属氧化物，例如铝、镉、铬、钴、铜、金、铁、锰、汞、钼、镍钯、铼、钌、银、锡、钛、钒。在特定的实施例中，也可采用包含一种以上过渡金属氧化物的化合物，例如钛酸钇(YTiO3)。
框430可包括通过将衍生自一种或多种前驱体的第一掺杂剂种类扩散到CEM膜中来掺杂CEM膜。掺杂可包括使CEM膜退火，其可用于修补导电基板的晶界以允许例如跨相邻晶界的掺杂剂种类原子(例如氯、碳、和氮)或分子组合的迁移增加。退火可增加掺杂剂种类以其他方式从导电基板扩散到CEM膜的路径，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。
图5是用于制造具有降低的界面层阻抗的关联电子材料的通用工艺的实施例500的流程图。在框510处，可在基板上形成一层或多层CEM膜。在实施例中，CEM膜可包含本文之前描述的一种或多种材料，并且所要求保护的主题在此方面不受限制。在框520处，可以在一个或多个关联电子材料层上形成一种或多种导电材料。在实施例中，导电材料可用作包含TiN、铂、铜、铝等的电极。框530可涉及利用衍生自用于形成导电基板或导电覆盖层、或它们的组合的一种或多种前驱体的一个或多个掺杂剂种类来掺杂关联电子材料膜。例如，掺杂CEM膜和导电覆盖层可涉及使该导电覆盖层和该CEM膜退火以增加掺杂剂种类原子或分子从导电覆盖层扩散到CEM膜的路径。
在特定实施例中，例如本文之前描述的那些实施例，可形成多个CEM器件以产生集成电路设备，该集成电路设备可包括例如具有第一CEM的第一关联电子材料器件和具有第二关联电子材料的第二关联电子器件，其中，第一和第二CEM可包括基本上不相似的阻抗特性。此外，在实施例中，第一CEM器件和第二CEM器件可在集成电路的特定层内形成。此外，在实施例中，在集成电路的特定层内形成第一和第二CEM器件可包括至少部分通过选择性外延沉积形成CEM器件。在另一实施例中，集成电路的特定层内的第一和第二CEM器件可以至少部分通过离子注入形成，例如用以改变第一和/或第二CEM器件的阻抗特性。
此外，在实施例中，两个或更多个CEM器件可至少部分通过CEM的原子层沉积而在集成电路的特定层内形成。在另一实施例中，第一关联电子开关材料的多个关联电子切换器件中的一个或多个以及第二关联电子开关材料的多个关联电子切换器件中的一个或多个可至少部分通过毯式沉积和选择性外延沉积的组合来形成。另外，在实施例中，第一和第二访问设备可基本上分别位于第一和第二CEM器件附近。
在另一实施例中，多个CEM器件中的一个或多个可独立地位于集成电路内的第一金属化层的导电线与第二金属化层的导电线的一个或多个交叉点处，在实施例中。一个或多个访问设备可位于第一金属化层的导电线与第二金属化层的导电线的相应的一个或多个交叉点处，其中在实施例中访问设备可与相应的CEM器件配对。
在前面的描述中，在特定的使用情境中，例如其中讨论有形组分(和/或类似地，有形材料)的情况，在“上(on)”和“上方(over)”之间存在区别。作为示例，在基板上“沉积”物质是指涉及直接物理且有形接触而在此后者示例中在沉积的物质与基板之间无中间物质(例如，在中间工艺操作期间形成的中间物质)之类的中间体的沉积；尽管如此，尽管理解为潜在地包括沉积在基板“上”(由于“上”也可准确描述为“上方”)，沉积基板“上方”应理解为包括一种或多种中间体(例如，一种或多种中间物质)在沉积的物质和基板之间存在使得沉积的物质不必直接物理并有形接触基板的情况。
在“下(beneath)”和“下方(under)”之间的相似区别在诸如其中论述有形材料和/或有形组分的用法的适当特定使用情境中产生。尽管在此特定使用情境中，“下(beneath)”旨在必然意味着物理和有形接触(类似于刚才描述的“上”)，“下方(under)”潜在地包括其中存在直接物理和有形接触，但不一定意味着直接物理和有形接触的情况，例如如果存在一种或多种中间体，例如一种或多种中间物质。因此，“上”应理解为表示“紧接着上方”，并且“下”应理解为表示“紧接着下方”。
同样应理解，诸如“上方”和“下方”之类的术语以与前面提到的术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等类似的方式理解。这些术语可用于方便讨论，但并非旨在必然限制所要求保护的主题的范围。例如，术语“上方”作为示例并不意味着权利要求范围仅限于其中实施例例如为正向上(例如与向下倒置的实施例相比)的情况。作为说明，示例包括倒装芯片，其中，例如在不同时间(例如，在制造期间)的方位可能不一定对应于最终产品的方位。因此，作为示例，如果以特定方位(例如向下颠倒)的对象是在可应用的权利要求范围内，作为示例，同样地，意味着后者也被解释为再次地以另一方位(例如正向上)包括在可应用的权利要求范围内，作为示例，并且反之亦然，即使适用的字面权利要求语言具将被另外解释的可能。当然，再次，一般情况为：如在专利申请的说明书中，描述和/或使用的特定情境提供关于将得出的合理推断的有用指导。
除非另有说明，否则在本公开的上下文中，如果用于关联列表，例如A、B、或C，术语“或”旨在表示此处以包含性含义使用的A、B、和C，以及此处以排他性含义使用的A、B、和C。根据这种理解，“和”以包含性含义使用并且意图表示A、B、和C；而“和/或”可谨慎地用以明确表示全部上述含义，尽管不需要这样的用法。另外，术语“一个或多个”和/或类似术语用以描述单数形式的任何特征、结构、特性、和/或类似者，“和/或”也用以描述多个和/或特征、结构、特性、和/或类似者的某一其他组合。此外，除非另外明确指出，否则术语“第一”、“第二”、“第三”等用于区分不同方面，例如不同组分，作为示例，而非提供数字限制或建议特定顺序。同样地，术语“基于”和/或类似术语被理解为不一定旨在传达一组排他性因素，而是允许不必明确描述的额外因素的存在。
此外，旨在以以下方式理解关于所要求保护的主题的实施方式并且经历测试、测量、和/或关于程度的说明的情况。作为示例，在给定情况下，假设待测量物理性质的值。如果普通技术人员很可能会想到继续该示例的至少关于性质的用以测试、测量、和/或关于程度的说明的替代的合理方法，至少出于实现的目的，所要求保护的主题旨在涵盖那些替代的合理方法，除非另外明确说明。作为示例，如果产生在区域上方的测量曲线并且所要求保护的主题的实施方式是指采用该区域上方的斜率的测量，但存在用以估计在该区域上方的斜率的各种合理和替代的技术，则所要求保护的主题旨在涵盖那些合理的替代技术，即使这些合理的替代技术不提供相同的值、相同的测量、或相同的结果，除非另外明确说明。
进一步注意，如果例如与具有特征、结构、特性等一起使用，则术语“类型”和/或“类似(like)”(使用“光学”或“电学”作为简单示例)表示特征、结构、特性、和/或类似者的至少部分和/或以存在微小变化的此方式关于特征、结构、特性、和/或类似者，甚至另外可不认为与特征、结构、特性、和/或类似者完全一致的变化通常不妨碍该特征、结构、特性、和/或类似者作为“类型”和/或作为“类似”(例如为“光学类型”或“类光学”，例如)，如果该微小变化足够微小使得特征、结构、特性、和/或类似者仍被认为主要存在且这样的变化同样存在。因此，继续该示例，术语光学类型和/或类光学性质必然旨在包括光学性质。同样地，作为另一示例，术语电气类型和/或类似电气性质必然旨在包括电气性质。应注意，本公开的说明书仅提供一个或多个说明性示例，并且所要求保护的主题不旨在限于一个或多个说明性示例；然而，再次地，一般为如下情况：关于专利申请的说明书，描述和/或使用的特定上下文提供关于将得出的合理推断的有用指导。
在前面的描述中，已经描述了所要求保护的主题的各种实施例。出于解释的目的，作为示例阐述了诸如数量、系统、和/或配置之类的细节。在其他情况下，省略和/或简化了众所周知的特征，以免模糊所要求保护的主题。虽然本文已说明和/或描述了某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改、替换、改变、和/或等同物。因此，应理解，所附权利要求旨在涵盖落入所要求保护的主题内的所有修改和/或变化。

Claims (24)

1.一种构建切换器件的方法，包括：
使用一种或多种前驱体形成导电基板；
在所述导电基板上形成关联电子材料膜；以及
通过使衍生自所述一种或多种前驱体的第一掺杂剂种类扩散到所述关联电子材料膜中来掺杂所述关联电子材料膜。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述导电基板退火以分解所述一种或多种前驱体来提供所述第一掺杂剂种类。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述导电基板包括使用原子层沉积工艺、化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、溅射沉积、物理气相沉积、热线化学气相沉积、激光增强化学气相沉积、激光增强原子层沉积、快速热化学气相沉积或其任意组合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述导电基板上形成所述关联电子材料膜包括形成氧化镍膜。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，形成所述导电基板包括形成氮化钛、氮化钽、氮化钨或其任意组合的导电基板。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一掺剂种类包括碳、氯、氮、氟、氰化物(CN)、亚硝酰基(NO)、氨(NH3)、氮氧化物分子(NxOy，其中x和y包括整数，并且其中x≥0且y≥0并且至少x或y包括值>0)、以及形式CxHyNz的分子(其中x≥0、y≥0、z≥0，并且其中至少x、y、或z包括值>0)或其任意组合。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一掺杂剂种类包括产生P型关联电子材料膜的材料。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述关联电子材料膜上形成导电覆盖层。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括通过将衍生自用于形成所述导电覆盖层的一种或多种前驱体的第二掺杂剂种类扩散到所述关联电子材料膜来掺杂所述关联电子材料膜。
10.一种制造切换器件的方法，包括：
在导电基板上形成关联电子材料膜；
在关联电子材料膜上形成导电覆盖层；以及
使用衍生自用于形成所述导电基板或导电覆盖层或其组合的一种或多种前驱体的一个或多个掺杂剂种类来掺杂所述关联电子材料膜。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述掺杂包括使所述导电基板和所述导电覆盖层退火以将所述一个或多个掺杂剂种类扩散到所述关联电子材料膜中。
12.根据权利要求11的方法，其中，所述退火包括扩散碳、氯、氮、氟、氰化物(CN)、亚硝酰基(NO)、氨(NH3)、氮氧化物分子(NxOy，其中x和y包括整数，并且其中x≥0且y≥0并且至少x或y包含值>0)、以及形式CxHyNz的分子(其中x≥0、y≥0、z≥0，并且其中至少x、y、或z包括值>0)或其任意组合。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个掺杂剂种类包括降低所述导电基板或所述导电覆盖层或其组合的导电性的材料。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括在所述关联电子材料膜的电子反馈材料中的氧空位填充所述一个或多个掺杂剂种类。
15.一种切换器件，包括：
至少一层导电材料，用于形成电极；以及
在所述至少一层导电材料上的关联电子材料，所述关联电子材料包括衍生自用于形成所述电极的前驱体的掺杂剂种类。
16.根据权利要求15所述的切换器件，其中，所述掺杂剂种类用于填充所述关联电子材料的电子反馈材料中的氧空位。
17.根据权利要求15或16所述的切换器件，其中，所述关联电子材料的电子反馈配体的浓度包括在0.1％至10.0％之间的原子浓度。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的切换器件，其中，所述关联电子材料包括氧化镍。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的切换器件，其中，形成所述电极的导电材料包含氮化钛、氮化钽、氮化钨或其任意组合。
20.一种切换器件，包括：
导电基板；
沉积在所述导电基板上的关联电子材料；
沉积在所述关联电子材料上的导电覆盖层，其中，
所述关联电子材料包括衍生自用于形成所述导电基板或所述导电覆盖层或其组合的一种或多种前驱体的掺杂剂种类。
21.根据权利要求20所述的切换器件，其中，所述掺杂剂种类包括氮、氯、碳或其任意组合。
22.根据权利要求20或21所述的切换器件，其中，所述掺杂剂种类用于填充所述关联电子材料中的氧空位。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的切换器件，其中，所述导电基板和所述导电覆盖层包括氮化钛、氮化钽、氮化钨或其任意组合。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的切换器件，其中，所述关联电子材料包括氧化镍。
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