TWI729160B - 使用從鄰近結構擴散的摻雜物種的相關電子材料裝置 - Google Patents
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Abstract
本文所揭示之標的可關於用以例如執行切換功能的相關電子材料之製造。在實施例中，相關電子材料可使用源自用以製造鄰近結構（諸如，導電基板或導電覆蓋層）之一或更多種前驅物的摻雜物種摻雜。
Description
本揭示係關於相關電子裝置，並且更特定言之可關於製造呈現期望阻抗特性之相關電子裝置（諸如可用於開關、記憶體電路、等等中的相關電子裝置）的途徑。
諸如電子切換裝置的積體電路裝置例如可在廣泛電子裝置類型中存在。例如，記憶體及/或邏輯裝置可包括適用於電腦、數位攝影機、蜂巢式電話、平板裝置、個人數位助理等等之電子開關。可為正考慮電子切換裝置是否適用於特定應用的設計者所關注之有關電子切換裝置之因素可包括例如實體大小、儲存密度、操作電壓、阻抗範圍、及/或功率消耗。可為設計者所關注之其他因素可包括例如製造成本、製造簡易性、可擴縮性、及/或可靠性。此外，似乎存在對呈現較低功率及/或較高速度之特性的記憶體及/或邏輯裝置的不斷增長之需求。
在一個實施例中，一種構造切換裝置之方法包含：使用一或更多種前驅物形成導電基板；在該導電基板上方形成相關電子材料膜；以及經由將源自該一或更多種前驅物的第一摻雜物種擴散至相關電子材料膜中來摻雜該相關電子材料膜。
在另一實施例中，一種製造切換裝置之方法包含：在導電基板上方形成相關電子材料膜；在該相關電子材料膜上方形成導電覆蓋層；以及使用源自用於形成導電基板或導電覆蓋層之一或更多種前驅物、或其組合的一或更多種摻雜物種來摻雜該相關電子材料膜。
在一個實施例中，一種切換裝置包含：用以形成電極的至少一層導電材料；以及在該至少一層導電材料上的相關電子材料，該相關電子材料包含源自用於形成電極之前驅物的摻雜物種。
在另一實施例中，一種切換裝置包含：導電基板；在該導電基板上方沉積之相關電子材料；在該相關電子材料上方沉積之導電覆蓋層，其中該相關電子材料包含源自用於形成導電基板或導電覆蓋層之一或更多種前驅物、或其組合的摻雜物種。
在此說明書全文中提及一個實施方式、一實施方式、一個實施例、一實施例及/或類似者意謂結合一特定實施方式及/或實施例所描述之特定特徵、結構、特性、及/或類似者係包括在所主張的標的之至少一個實施方式及/或實施例中。因此，例如，在此說明書全文之各個位置出現此類用語不一定意欲指相同實施方式及/或實施例或指任何一個特定實施方式及/或實施例。此外，應理解所描述之特定特徵、結構、特性、及/或類似者能夠以各種方式結合在一或更多個實施方式及/或實施例中，並且由此係在所欲之申請專利範圍的範疇內。當然，一般而言，專利申請之說明書總是如此，此等及其他問題具有在特定使用情境中變化之可能性。換言之，在本揭示全文中，描述及/或使用之特定情境提供關於得出合理推論之有用引導；然而，同樣，一般無進一步條件之「在此上下文中」指本揭示之上下文。
本揭示之特定態樣描述用於製備及/或製造相關電子材料(correlated electron material; CEM)以形成（例如）相關電子開關之方法及/或製程，該相關電子開關諸如可用於形成在（例如）記憶體及/或邏輯裝置中之相關電子隨機存取記憶體(correlated electron random access memory; CERAM)。可用於構造CERAM裝置及CEM開關之CEM例如亦可包含廣泛其他電子電路類型，諸如記憶體控制器、記憶體陣列、濾波器電路、資料轉換器、光學儀器、鎖相迴路電路、微波及毫米波收發器等等，儘管所主張的標的之範疇不限於此等方面。在此上下文中，CEM開關可諸如回應於（例如）在相變記憶體裝置中從結晶態至非晶態之改變或在另一實例中在電阻RAM裝置中之長絲形成而呈現實質上快速之導體至絕緣體轉變，該導體至絕緣體轉變可藉由電子相關性而非固態結構相變產生。在一個態樣中，在CEM裝置中實質上快速的導體至絕緣體轉變可回應於量子力學現象，與例如在相變及電阻RAM裝置中熔融/固化或長絲形成不同。例如在CEM中在相對導電與相對絕緣狀態之間、及/或在第一與第二阻抗狀態之間之此等量子力學轉變可以若干態樣之任一者理解。如本文所用，術語「相對導電狀態」、「相對較低阻抗狀態」、及/或「金屬狀態」可互換，及/或可有時被稱為「相對導電/較低阻抗狀態」。類似地，術語「相對絕緣狀態」及「相對較高阻抗狀態」在本文中可互換使用，及/或有時可被稱為相對「絕緣/較高阻抗狀態」。
在一態樣中，相關電子材料在相對絕緣/較高阻抗狀態與相對導電/較低阻抗狀態之間之量子力學轉變可被按照莫特(Mott)轉變理解，其中相對導電/較低阻抗狀態係實質上與絕緣/較高阻抗狀態不相似。根據莫特轉變，若莫特轉變條件發生，則材料可從相對絕緣/較高阻抗狀態轉換為相對導電/較低阻抗狀態。莫特準則可由(nc
)1/3
a≈0.26定義，其中nc
表示電子濃度，並且其中「a」表示波爾(Bohr)半徑。若達到臨限載子濃度，使得莫特準則得以滿足，則認為莫特轉變發生。回應於莫特轉變發生，CEM裝置之狀態從相對較高電阻/較高電容狀態（例如，絕緣/較高阻抗狀態）改變為實質上與較高電阻/較高電容狀態不相似之相對較低電阻/較低電容狀態（例如，導電/較低阻抗狀態）。
在另一態樣中，莫特轉變可由電子局部化控制。例如，若載子（諸如電子）被局部化，則認為在載子之間之強庫倫相互作用分割CEM能帶而產生相對絕緣（相對較高阻抗）狀態。若電子不再被局部化，則弱庫倫相互作用可主導，此可引起移除能帶分割，繼而可產生金屬（導電）能帶（相對較低阻抗狀態），該金屬能帶實質上與相對較高阻抗狀態不相似。
此外，在一實施例中，除電阻改變外，從相對絕緣/較高阻抗狀態轉換至實質上不相似且相對導電/較低阻抗狀態可產生電容改變。例如，CEM裝置可呈現可變電阻性質連同可變電容性質。換言之，CEM裝置之阻抗特性可包含「複合」阻抗，其可包括電阻及電容分量。例如，在金屬狀態中，CEM裝置可包含可近似為零的相對低之電場，並由此可呈現實質上低電容（例如，相對低複合阻抗），該電容可同樣近似為零。
類似地，在相對絕緣/較高阻抗狀態（其可由較高密度之束縛電子或相關電子產生）中，外部電場可能能夠穿透CEM並且由此CEM可至少部分基於儲存在CEM中之額外電荷而呈現較高電容。因此，例如，至少在特定實施例中，在CEM裝置中從相對絕緣/較高阻抗狀態（例如，相對高複雜阻抗）至實質上不相似且相對導電/較低阻抗狀態之轉變可導致電阻及電容之改變。此轉變可產生額外可量測之現象，且所主張的標的不限於此方面。
在一實施例中，由CEM形成之裝置可在構成裝置之CEM之大部分體積中回應於莫特轉變呈現阻抗狀態之轉換。在一實施例中，CEM可形成「主體開關」。如本文所使用，術語「主體開關」指CEM之至少大部分體積諸如回應於莫特轉變而切換裝置之阻抗狀態。例如，在一實施例中，裝置之實質上全部CEM可回應於莫特轉變從相對絕緣/較高阻抗狀態切換至相對導電/較低阻抗狀態或從相對導電/較低阻抗狀態切換至相對絕緣/較高阻抗狀態。在一實施例中，CEM可包含一或更多種過渡金屬、或更多種過渡金屬化合物、一或更多種過渡金屬氧化物(transition metal oxide; TMO)、一或更多種包含稀土元素之氧化物、週期表之一或更多種f區元素之一或更多種氧化物、一或更多種稀土過渡金屬氧化物鈣鈦礦、釔、及/或鐿，儘管所主張的標的之範疇不限於此方面。在一實施例中，CEM裝置可包含選自包含鋁、鎘、鉻、鈷、銅、金、鐵、錳、汞、鉬、鎳、鈀、錸、釕、銀、鉭、錫、鈦、釩、釔、及鋅（其可連接至陽離子，諸如氧或其他類型配位體）、或其組合之群組之一或更多種材料，儘管所主張的標的之範疇不限於此方面。
第1A圖係由CEM形成之裝置的電流密度對電壓曲線之實施例100的圖式。例如，在「寫入操作」期間，至少部分基於施加至CEM裝置之端子的電壓，可將CEM裝置置於相對低阻抗狀態或相對高阻抗狀態。例如，施加電壓V 設定
及電流密度J 設定
可導致CEM裝置轉變至相對低阻抗記憶體狀態。相反地，施加電壓V 重置
及電流密度J 重置
可導致CEM裝置轉變至相對高阻抗記憶體狀態。如第1A圖所示，參考指示符110說明可分離V 設定
與V 重置
之電壓範圍。在將CEM裝置置於高阻抗狀態或低阻抗狀態之後，可藉由施加電壓V 讀取
（例如，在讀取操作期間）及偵測於CEM裝置之端子處之電流或電流密度（例如，採用讀取窗107）來偵測CEM裝置之特定狀態。
根據一實施例，第1A圖表徵之CEM裝置可包含任何過渡金屬氧化物(transition metal oxide; TMO)，諸如鈣鈦礦、莫特絕緣體、電荷交換絕緣體、及安德森(Anderson)無序絕緣體。在特定實施方式中，CEM裝置可由開關材料形成，該等開關材料為諸如氧化鎳、氧化鈷、氧化鐵、氧化釔、氧化釔鈦及鈣鈦礦（諸如鉻摻雜之鈦酸鍶、鈦酸鑭）、及錳酸鹽族，該錳酸鹽族僅舉例而言包括錳酸鐠鈣(praseodymium calcium manganate)、及錳酸鐠鑭(praseodymium lanthanum manganite)。特定言之，包括具有不完全「d」及「f」軌道殼層之元素的氧化物可呈現用於CEM裝置中之足夠阻抗切換性質。在不偏離所主張的標的的情況下，其他實施方式可採用其他過渡金屬化合物。
在一個態樣中，第1A圖之CEM裝置可包含其他類型的過渡金屬氧化物可變阻抗材料，但是應理解此等僅係例示性且並不意欲限制所主張的標的。氧化鎳(NiO)經揭示為一種特定TMO。本文所論述之NiO材料可摻雜有可建立及/或穩定可變阻抗性質之外來配位體。因此，在另一特定實例中，摻雜有外來配位體之NiO可表示為NiO:Lx
，其中Lx
可指示配位體元素或化合物且x可指示用於一個單位NiO之配位體單位之數量。可簡單地藉由平衡原子價來決定用於任何特定配位體以及配位體與NiO或與任何其他過渡金屬化合物之任何特定組合的x值。除羰基之外的其他摻雜劑配位體可包括：亚硝醯基(NO)、三苯基膦(PPH3
)、菲咯啉(C12
H8
N2
)、聯吡啶(C10
H8
N2
)、乙二胺(C2
H4
(NH2
)2
)、氨(NH3
)、乙腈(CH3
CN)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、氰化物(CN)、硫(S)、及其他。
在另一實施例中，第1A圖之CEM裝置包含其他過渡金屬氧化物可變阻抗材料，諸如含氮配位體，但是應理解此等僅係例示性且並不意欲限制所主張的標的。氧化鎳(NiO)經揭示為一種特定TMO。本文所論述之NiO材料可摻雜有可穩定可變阻抗性質之外來含氮配位體。特定言之，本文所揭示之NiO可變阻抗材料可包括形式Cx
Hy
Nz
（其中x≥0、y≥0、z≥0，且其中至少x、y、或z包含值＞0）之含氮分子，諸如：氨(NH3
)、氰基(CN-
)、疊氮離子(N3 -
)乙二胺(C2
H8
N2
)、苯(1,10-鄰二氮菲) (C12
H8
N2
)、2,2’聯吡啶(C10
,H8
N2
)、乙二胺((C2
H4
(NH2
)2
)、吡啶(C5
H5
N)、乙腈(CH3
CN)、及氰硫化物諸如例如硫氰酸根(NCS-
)。本文所揭示之NiO可變阻抗材料可包括氮氧化物族成員（Nx
Oy
，其中x及y包含整數，並且其中x≥0且y≥0並且至少x或y包含值＞0），其可包括例如一氧化氮(NO)、氧化亚氮(N2
O)、二氧化氮(NO2
)、或具有NO3 -
配位體之前驅物。在實施例中，金屬前驅物藉由平衡原子價而包含含氮配位體，諸如配位體胺、醯胺、烷基醯胺、具有NiO的含氮配位體。
根據第1A圖，若施加充分偏壓（例如，超過能帶分割電位）並滿足先前提及之莫特條件（例如，注入電子電洞係與在切換區域中電子群體相當之群體，例如），CEM裝置可例如回應於莫特轉變而從相對低阻抗狀態切換為相對高阻抗狀態。此可對應於第1A圖之電壓對電流密度曲線之點108。於此點、或適當地鄰近此點，電子不再被屏蔽並且在金屬離子附近變為局部化。此相關性可導致強電子與電子相互作用電位，其可操作以分割該等能帶，進而形成相對高阻抗材料。若CEM裝置包含相對高阻抗狀態，則電流可藉由電子電洞傳輸產生。因此，若跨CEM裝置之端子施加臨限電壓，電子可超過金屬-絕緣體-金屬(metal-insulator-metal; MIM)裝置之電位障注入MIM二極體中。在某些實施例中，於跨CEM裝置之端子施加的臨限電位注入臨限電子電流可執行「設定」操作，此將CEM裝置置於低阻抗狀態中。在低阻抗狀態中，電子增加可屏蔽進入電子並移除電子局部化，此舉可作用以瓦解能帶分割電位，由此產生相對低阻抗狀態。
根據一實施例，CEM裝置之電流可藉由外部施加「順應」條件來控制，該「順應」條件至少部分基於可在寫入操作期間限制之施加的外部電流而決定，例如，用以將CEM裝置置於相對高阻抗狀態中。在一些實施例中，此外部施加之順應電流亦可設定電流密度條件，以供用於隨後的重置操作，從而將CEM裝置置於相對高阻抗狀態中。如第1A圖之特定實施方式所示，電流密度J 順應
可在寫入操作期間於點116施加以將CEM裝置置於相對高阻抗狀態中，可決定在隨後寫入操作中用於將CEM裝置置於低阻抗狀態中之順應條件。如第1A圖所示，可隨後藉由在點108處於電壓V 重置
下施加電流密度J 重置
≥J 順應
將CEM裝置置於低阻抗狀態中，在該點108處外部施加J 順應
。
在實施例中，順應可設定在CEM裝置中可由用於莫特轉變之電洞「捕獲」之電子數量。換言之，在寫入操作中施加以將CEM裝置置於相對低阻抗記憶體狀態中之電流可決定將注入CEM裝置中以用於隨後將CEM裝置轉變為相對高阻抗記憶體狀態之電洞的數量。
如上文指出，重置條件可回應於於點108之莫特轉變而發生。如上文指出，此莫特轉變可在CEM裝置中產生一條件，其中電子濃度n
近似等於電子電洞濃度p
，或變得至少與電子電洞濃度p
相當。此條件可根據如下表達式(1)模型化：
在表達式(1)中，λTF
對應於托馬斯費米(Thomas Fermi)屏蔽長度，並且C
係常數。
根據一實施例，在第1A圖所示之電壓對電流密度曲線之區域104中電流或電流密度可回應於根據跨CEM裝置之端子施加之電壓訊號的注入電洞而存在。在本文中，注入電洞可滿足關於當跨CEM裝置之端子施加臨限電壓VMI
時於電流IMI
之低阻抗狀態至高阻抗狀態轉變的莫特轉變準則。此可根據如下表達式(2)模型化：
其中Q
(VMI
)對應於注入之電荷（電洞或電子）並且係所施加之電壓之函數。注入電子及/或電洞以實現莫特轉變可發生在能帶之間並回應於臨限電壓VMI
、及臨限電流IMI
。藉由在表達式(2)中使電子濃度n
與電荷濃度相等以產生根據表達式(1)藉由IMI
注入之電洞之莫特轉變，可根據如下表達式(3)模型化此臨限電壓VMI
對托馬斯費米屏蔽長度λTF
之依賴性：
其中ACEM
係CEM裝置之橫截面積；並且J 重置
(VMI
)可表示將於臨限電壓VMI
施加至CEM裝置之穿過CEM裝置之電流密度，其可將CEM裝置置於相對高阻抗狀態中。
第1B圖係包含相關電子材料之切換裝置之實施例150之圖式及相關電子材料開關之等效電路的示意圖。如先前所提及，相關電子裝置，諸如CEM開關，CERAM陣列、或採用一或更多種相關電子材料之其他類型裝置可包含可變或複雜阻抗裝置，該裝置可呈現可變電阻及可變電容特性二者。換言之，當跨裝置端子122及130量測時，CEM可變阻抗裝置（諸如包含導電基板160、CEM 170、及導電覆蓋層180的裝置）之阻抗特性可至少部分取決於該裝置之電阻及電容特性。在一實施例中，可變阻抗裝置之等效電路可包含與可變電容器（諸如可變電容器128）並聯之可變電阻器（諸如可變電阻器126）。當然，儘管可變電阻器126及可變電容器128在第1B圖中描繪為包括離散部件，可變阻抗裝置（諸如實施例150之裝置）可包含實質上均質之CEM並且所主張的標的不限於此方面。
下表1列出示例可變阻抗裝置（諸如實施例150之裝置）之示例真值表。 
表1-相關電子開關真值表
在一實施例中，表1顯示可變阻抗裝置（諸如實施例150之裝置）之電阻可作為至少部分取決於跨CEM裝置施加之電壓之函數，在低阻抗狀態與實質上不相似之高阻抗狀態之間轉變。在一實施例中，於低阻抗狀態呈現之阻抗可近似在低於在高阻抗狀態中呈現之阻抗10.0至100,000.0倍之範圍中。在其他實施例中，於低阻抗狀態呈現之阻抗可例如近似在低於在高阻抗狀態中呈現之阻抗5.0至10.0倍之範圍中。然而，應注意，所主張的標的不限於在高阻抗狀態與低阻抗狀態之間的任何特定阻抗比率。表1顯示可變阻抗裝置（諸如實施例150之裝置）之電容可在較低電容狀態與較高電容狀態之間轉變，在示例實施例中較低電容狀態可包含近似零（或非常低）之電容，且較高電容狀態係至少部分跨CEM裝置施加之電壓之函數。
根據一實施例，可用以形成CEM開關、CERAM記憶體裝置、或包含一或更多種相關電子材料之各種其他電子裝置的CEM裝置可諸如藉由從相對高阻抗狀態之轉變（例如，經由注入足夠量電子以滿足莫特轉變準則）而被置於相對低阻抗記憶體狀態中。在將CEM裝置轉變至相對低阻抗狀態時，若注入足夠電子並且跨CEM裝置之端子之電位克服臨限轉換電位（例如，V 設定
），注入之電子可開始屏蔽。如先前所提及，屏蔽可用以不局部化雙佔據電子以瓦解能帶分割電位，由此產生相對低阻抗狀態。
在特定實施例中，CEM裝置之阻抗狀態之改變（諸如從低阻抗狀態改變為實質上不相似之高阻抗狀態）例如可藉由包含Nix
Oy
（其中下標「x」及「y」包含整數）之化合物之電子「逆給予」來產生。如本文所使用之術語，「逆給予」指藉由晶格結構之相鄰分子（例如，包含過渡金屬、過渡金屬化合物、過渡金屬氧化物、或包含其組合）將一或更多個電子提供至過渡金屬、過渡金屬氧化物、或其任何組合。逆給予可允許過渡金屬、過渡金屬化合物、過渡金屬氧化物、或其組合維持游離狀態，該狀態有利於在施加之電壓的影響下導電。在某些實施例中，例如，在CEM中逆給予可回應於使用羰基(CO)發生或可回應於使用含氮摻雜劑（諸如氨(NH3
)、乙二胺(C2
H8
N2
)、或氮氧化物族(Nx
Oy
)成員）發生，例如，此可允許CEM呈現例如在操作包含CEM之裝置或電路期間可控且可逆地將電子「給予」過渡金屬或過渡金屬氧化物（諸如鎳）之導電能帶的性質。例如，在氧化鎳材料（例如，NiO:CO或NiO:NH3
）中，逆給予可逆轉，由此可允許在裝置操作期間氧化鎳材料轉換至呈現實質上不相似之阻抗性質，諸如高阻抗性質。
因此，在此上下文中，逆給予材料指至少部分基於施加之電壓之影響呈現阻抗轉換性質，諸如從第一阻抗狀態轉換至實質上不相似之第二阻抗狀態（例如，從相對低阻抗狀態轉換至相對高阻抗狀態，或反之亦然）以控制將電子給予材料之導電能帶及自材料之導電能帶逆轉電子給予之材料。
在一些實施例中，藉由逆給予之方式，若過渡金屬（諸如鎳），例如，被置於氧化狀態2+（例如，在材料諸如NiO:CO或NiO:NH3
中之Ni2+
），則包含過渡金屬、過渡金屬化合物、或過渡金屬氧化物之CEM開關可呈現低阻抗性質。相反，若過渡金屬（諸如鎳），例如，被置於氧化狀態1+或3+，則電子逆給予可逆轉。由此，在操作CEM裝置期間，逆給予可導致「歧化(disproportionation)」，其可包含實質上同時之氧化及還原反應，實質上根據如下表達式(4)：
在此情形中，此歧化指如表達式(4)所示之鎳離子如Ni1+
+Ni3+
的形成，該形成可在操作CEM裝置期間產生（例如）相對高阻抗狀態。在一實施例中，「摻雜劑」諸如含碳配位體、羰基(CO)或含氮配位體（諸如氨分子(NH3
)）可允許在操作CEM裝置期間共享電子以便允許產生表達式(4)之歧化反應及其逆轉，實質上根據如下表達式(5)：
如先前所提及，如表達式(5)所示之歧化反應之逆轉允許基於鎳之CEM返回相對低阻抗狀態。
如本文所使用之術語，「主導」配位體可指如表達式(4)所述以逆給予金屬離子之方式產生「p型」CEM的配位體。由此，在特定實施例中，CEM材料可以金屬配位體(metal-ligand; ML)形式表達，諸如，例如，NiO，其中Ni對應於金屬「M」並且其中O對應於配位體「L」。在其他實例中，諸如採用氧化釩(vanadium oxide; VO)之CEM，V可對應於金屬「M」並且「O」可對應於配位體「L」。
在實施例中，取決於NiO:CO或NiO:NH3
之分子濃度，例如，其可從近似在0.1%至10.0%之原子百分比之範圍中的值變化，如第1A圖所示之V 重置
及V 設定
可在條件V 設定
≥V 重置
下近似在0.1 V至10.0 V之範圍中變化。例如，在一個可能實施例中，V 重置
可於近似在0.1 V至1.0 V之範圍中之電壓發生，並且V 設定
可於近似在例如1.0 V至2.0 V之範圍中之電壓發生。然而，應注意，V 設定
及V 重置
之變化可至少部分基於各種因素發生，諸如逆給予材料（諸如NiO:CO或NiO:NH3
及在CEM裝置中存在之其他材料）之原子濃度以及其他製程變化，並且所主張的標的不限於此方面。
在某些實施例中，原子層沉積可用以形成或製造包含氧化鎳材料（諸如NiO:CO或NiO:NH3
）之膜，以允許在電路環境中操作CEM裝置期間電子逆給予，例如，進而產生低阻抗狀態。亦在電路環境中操作期間，例如，可逆轉電子逆給予以便例如產生實質上不相似之阻抗狀態，諸如高阻抗狀態。在特定實施例中，原子層沉積可採用兩個或兩個以上「前驅物」以將（例如）NiO:CO或NiO:NH3
、或其他過渡金屬氧化物、過渡金屬、或其組合之組分沉積至導電基板上。在一實施例中，可根據如下之表達式(6)採用獨立前驅物分子（AX及BY）沉積CEM裝置層： AX( 氣體 )
+BY( 氣體 )
=AB( 固體 )
+XY( 氣體 )
(6a) 其中表達式(6a)之「A」對應於過渡金屬、過渡金屬化合物、過渡金屬氧化物、或其任何組合。在實施例中，過渡金屬氧化物可包含鎳，但可包含其他過渡金屬、過渡金屬化合物、及/或過渡金屬氧化物，諸如鋁、鎘、鉻、鈷、銅、金、鐵、錳、汞、鉬、鎳鈀、錸、釕、銀、錫、鈦、釩。在特定實施例中，亦可採用包含一種以上過渡金屬氧化物之化合物，諸如鈦酸釔(YTiO3
)。
在實施例中，表達式(6a)之「X」可包含配位體（諸如有機配位體），包含脒基(AMD)、二環戊二烯基(Cp)2
、二乙基環戊二烯基(EtCp)2
、雙(2,2,6,6-四甲基庚-3,5-二酮基)((thd)2
)、乙醯基丙酮酸鹽(acac)、雙(甲基環戊二烯基)((CH3
C5
H4
)2
)、二甲基乙二醛肟鹽(dmg)2
、2-胺基-戊-2-烯-4-酮基(apo)2
、(dmamb)2
（其中dmamb=1-二甲基胺基-2-甲基-2-丁醇鹽）、(dmamp)2（其中dmamp=1-二甲基胺基-2-甲基-2-丙醇鹽）、雙(五甲基環戊二烯基)(C5
(CH3
)5
)2
及羰基(CO)4
。由此，在一些實施例中，基於鎳之前驅物AX可僅舉例而言包含，例如，脒基鎳(Ni(AMD))、二環戊二烯基鎳(Ni(Cp)2
)、二乙基環戊二烯基鎳(Ni(EtCp)2
)、雙(2,2,6,6-四甲基庚-3,5-二酮基)Ni(II)(Ni(thd)2
)、乙醯基丙酮酸鎳(Ni(acac)2
)、雙(甲基環戊二烯基)鎳(Ni(CH3C5H4)2
)、二甲基乙二醛肟鎳(Ni(dmg)2
)、2-胺基-戊-2-烯-4-酮基鎳(Ni(apo)2
)、Ni(dmamb)2
（其中dmamb=1-二甲基胺基-2-甲基-2-丁醇鹽）、Ni(dmamp)2
（其中dmamp=1-二甲基胺基-2-甲基-2-丙醇鹽）、雙(五甲基環戊二烯基)鎳(Ni(C5
(CH3
)5
)2
、及羰基鎳(Ni(CO)4
)。在表達式(6a)中，前驅物「BY」可僅舉例而言包含氧化劑，諸如氧(O2
)、臭氧(O3
)、一氧化氮(NO)、過氧化氫(H2
O2
)。在其他實施例中，電漿可與氧化劑一起用以形成氧基。
然而，在特定實施例中，除前驅體AX及BY之外的摻雜劑可用以形成CEM裝置之層。可與前驅物AX共同流動之額外摻雜劑配位體可允許實質上根據如下表達式(6b)形成逆給予化合物。在實施例中，可採用摻雜劑諸如氨(NH3
)、甲烷(CH4
)、一氧化碳(CO)、或其他，正如包含碳或氮之其他配位體或上文列出的其他摻雜劑。因此，表達式(6a)可經修改以包括額外摻雜劑配位體，其實質上根據如下表達式(6b)： AX（氣體）
+（NH3
或包含氮的其他配位體）+BY（氣體）
=AB:NH3 （固體）
+XY（氣體）
(6b)
應注意，可調節表達式(6a)及(6b)之前驅體（諸如AX、BY、及NH3
（或包含氮之其他配位體））之濃度（諸如原子濃度）以便在製造之CEM裝置中產生氮或碳摻雜劑（諸如呈氨(NH3
)或羰基(CO)形式）之在近似0.1%與10.0%之間的最終原子濃度。然而，所主張的標的不必限制於上文提及之前驅物及/或原子濃度。而是，所主張的標的意欲涵蓋用於CEM裝置製造中之原子層沉積、化學氣相沉積、電漿化學氣相沉積、濺鍍沉積、物理氣相沉積、熱線化學氣相沉積、雷射增強化學氣相沉積、雷射增強原子層沉積、快速熱化學氣相沉積、旋塗沉積或類似者的全部此等前驅物。在表達式(6a)及(6b)中，「BY」可包含例如氧化劑，諸如氧(O2
)、臭氧(O3
)、一氧化氮(NO)、過氧化氫(H2
O2
)。在其他實施例中，電漿可與氧化劑(BY)一起用以形成氧基。同樣，電漿可與摻雜物種一起用以形成控制CEM之摻雜濃度的活化物種。
在特定實施例中，諸如採用原子層沉積之實施例，可在加熱腔室中將CEM膜曝露於前驅物（諸如AX及BY）以及摻雜物種分子（諸如氨或含有金屬-氮鍵之其他配位體，包括，例如，鎳-醯胺、鎳-醯亞胺、鎳-脒基、或其組合），該加熱腔室可達到（例如）近似在20.0℃至1000.0℃之範圍中之溫度，例如，或在某些實施例中在近似在20.0℃與500.0℃之範圍中之溫度之間。在其中進行例如NiO:NH3
之原子層沉積的一個特定實施例中，可採用近似在20.0℃與400.0℃之範圍中的溫度範圍。回應於曝露至前驅物氣體（例如，AX、BY、NH3
或包含氮之其他配位體），此等氣體可從該加熱腔室淨化近似在0.5秒至180.0秒之範圍中之持續時間。然而，應注意，此等僅係溫度及/或時間之潛在適宜範圍之實例，並且所主張的標的不限於此方面。
在某些實施例中，採用原子層沉積之單個雙前驅物循環（例如，AX及BY，如參考表達式6(a)描述）或單個三前驅物循環（例如，AX、NH3
或包含氮之其他配位體、及BY，如參考表達式6(b)描述）可產生包含近似在0.6Å至1.5Å範圍中之厚度的CEM裝置層。由此，在一實施例中，為了採用其中層包含近似0.6Å厚度之原子層沉積製程形成包含近似500.0Å厚度之CEM裝置膜，可採用（例如）800至900次循環。在另一實施例中，採用其中層包含近似1.5Å之原子層沉積製程，可執行例如300至350次雙前驅物循環。應注意，原子層沉積可用以形成具有其他厚度之CEM裝置膜，諸如近似在1.5 nm與150.0 nm之範圍中的厚度，例如，並且所主張的標的不限於此方面。
在特定實施例中，回應於原子層沉積的一或更多個雙前驅物循環（例如，AX和BY）、或三前驅物循環（AX、NH3
或包含氮的其他配位體、以及BY），CEM裝置膜可經歷原地退火，此在CEM裝置膜中可允許改良膜性質或可用以使用氮作為摻雜物種（諸如以氨之形式）來結合材料。在某些實施例中，腔室可經加熱至近似在20.0℃至1000.0℃之範圍中的溫度。然而，在其他實施例中，原地退火可採用近似在150.0℃至800.0℃之範圍中的溫度來執行。原地退火時間可從近似在1.0秒至5.0小時之範圍中的持續期間變化。在特定實施例中，退火時間可在更狹窄範圍內變化，諸如從近似0.5分鐘至近似180.0分鐘，例如，並且所主張的標的不限於此等方面。
在特定實施例中，根據上文所述之製程製造的CEM裝置可呈現「新生」性質，其中裝置在製造該裝置之後即呈現相對低阻抗（相對高導電性）。由此，若CEM裝置經整合為較大電子環境，例如，於初始活化時，施加至CEM裝置之相對小電壓可允許相對高電流流過CEM裝置，如由第1A圖之區域104所示。例如，如本文先前所述，在至少一個可能實施例中，例如，V 重置
可於近似在0.1 V至1.0 V之範圍中的電壓發生，並且V 設定
可於近似在1.0 V至2.0 V之範圍中的電壓發生。由此，例如，在近似2.0 V或更小之範圍中操作的轉換電壓可允許記憶體電路（例如）寫入CERAM記憶體裝置、從CERAM記憶體裝置讀取、或改變CERAM開關的狀態。在實施例中，此相對低電壓操作可降低複雜性、成本，並且可提供優於競爭記憶體及/或切換裝置技術的其他優點。
第2A圖係圖示摻雜物種原子之導電基板之實施例200的說明。導電基板，諸如導電基板210，例如，可包含在層中製造的基於鈦及/或含鈦之基板，諸如氮化鈦(TiN)，例如，用於CERAM裝置或其他類型基於CEM的裝置中。在其他實施例中，導電基板210可包含其他類型導電材料，諸如氮化鈦、鉑、鈦、銅、鋁、鈷、鎳、鎢、氮化鎢、矽化鈷、氧化釕、鉻、金、鈀、氧化銦錫、鉭、銀、銥、或其任何組合，並且所主張的標的不限於導電基板材料的任何特定組合。
在其中導電基板210包含氮化鈦之實施例中，例如，基板210可採用前驅物諸如四氯化鈦(TiCl4
)形成，由於氯原子擴散至CEM中，該前驅物可包含氯作為潛在摻雜物種。在另一實施例中，TiN基板可採用四(二甲胺基)鈦(tetrakis dimethylamido titanium; TDMAT)、四(二乙胺基)鈦(tetrakis diethylamido titanium; TDEAT)、及/或異丙氧鈦(titanium isopropoxide; TTIP)形成，由於碳原子擴散至CEM中，該前驅物可包含碳作為摻雜物種。應注意，基於鈦及/或含鈦之前驅物材料可包含除氯及/或碳之外的摻雜物種，並且所主張的標的不限於此方面。前驅物可與作為摻雜物種以NH3
形式的氮一起使用（例如，共同流動）。
在其他實施例中，導電基板210可包含在層中形成的基於鉭及/或含鉭材料，諸如氮化鉭(TaN)，用於CERAM裝置或其他類型基於CEM的裝置。在實施例中，TaN基板可採用前驅物諸如五(二甲胺基)鉭(pentakisdimethylamido tantalum; PDMAT)形成，該前驅物可包含碳作為摻雜物種。在另一實施例中，TaN基板可採用乙氧化鉭(tantalum ethoxide; TAETO)形成，該前驅物亦可包含碳作為摻雜物種。在另一實施例中，TaN基板可採用五氯化鉭(TaCl5
)形成，該前驅物可包含氯作為摻雜物種。應注意，基於鉭及/或含鉭前驅物材料可包含除氯及/或碳之外的摻雜物種，並且所主張的標的不限於此方面。前驅物可與作為摻雜物種以NH3
形式的氮一起使用（例如，共同流動）。
在其他實施例中，導電基板210可包含在層中形成的基於鎢及/或含鎢材料，諸如氮化鎢(WN)，例如，用於CERAM裝置或其他類型基於CEM的裝置。在實施例中，WN基板可採用前驅物諸如六羰基鎢(W(CO)6
)及/或三羰基氫化環戊二烯基鎢(II)形成，二者均可包含碳作為摻雜物種。在另一實施例中，WN基板可採用三羰基三胺合鎢((NH3
)3W(CO)3
)及/或甲丁基異腈基五羰基鎢(W(CO)5(C5
H11
NC)形成，二者均可包含碳或氮作為摻雜物種。應注意，基於鎢及/或鎢前驅物材料可包含除氮及/或碳之外的摻雜物種，並且所主張的標的不限於此方面。前驅物可與作為摻雜物種以NH3
形式的氮一起使用（例如，共同流動）。
形成或製造導電基板210可涉及各種製程，諸如原子沉積、化學氣相沉積、電漿化學氣相沉積、濺鍍沉積、物理氣相沉積、熱線化學氣相沉積、雷射增強化學氣相沉積、雷射增強原子層沉積、快速熱化學氣相沉積或類似者，並且所主張的標的不限於此方面。
在將參考第3A圖至第3B圖進一步描述的一實例中，在涉及可用以形成TiN基板之TDMAT（四二甲胺基鈦）的製造製程中，一定量的碳可保持嵌入製造之基板內，如摻雜物種原子205所示。碳可例如以一或更多類型摻雜物種分子之形式嵌入TiN基板中，諸如將參考第3A圖至第3B圖進一步描述。因此，第2A圖之摻雜物種原子205可表示已從嵌入基板210內之摻雜物種分子分解的碳原子。在一實施例中，可（例如）藉由增加存在於沉積腔室中的TDMAT含量操控餘留在TiN基板中的碳摻雜劑含量。在其他實施例中，在沉積製程期間採用的溫度可增加，此可影響分解，諸如從TDMAT分解碳的速率。在其他實施例中，沉積製程可採用增加之壓力，其可用以增加（例如）在沉積腔室中的碳「滯留時間」，此可繼而增加存在於製造的基板中的碳含量。如本文所使用之術語，「滯留時間」可指前驅物或其他試劑存在於處理腔室中的時間量。滯留時間可回應於特定前驅物或其他試劑的增加壓力而增加，及/或可回應於前驅物或其他試劑存在於處理腔室中的持續時期增加而增加。
在另一實施例中，在涉及可用以形成TiN基板的TICl4
（四氯化鈦）之製造製程中，氯可保持以一或更多類型摻雜物種分子的形式嵌入基板210內。因此，在此實施例中，第2A圖之摻雜物種原子205可表示已從嵌入基板210內之摻雜物種分子分解的氯原子。在一實施例中，可（例如）藉由增加存在於沉積腔室中的TiCl4
含量操控作為餘留在TiN基板中的摻雜物種的氯含量。例如，在其他實施例中，在沉積過程期間採用的溫度可增加，此可影響分解，諸如從TiCl4
前驅物分解氯的速率。
第2B圖是回應於用以形成導電基板的前驅物的分解而接收摻雜物種原子的相關電子材料之實施例225的圖式。如第2B圖所示，若CEM膜220在導電基板210上方形成，則一定量摻雜物種原子205可從導電基板擴散至CEM膜220中。在特定實施例中，導電基板210之頂層（例如，更靠近CEM膜220的層）可使用較高濃度之含有摻雜劑之前驅物製造，此可用以於距CEM膜220僅一小段距離的層處製成可用之額外摻雜物種原子。
在實施例中，摻雜物種原子205之擴散可例如藉由在高溫（諸如近似在20℃至1000℃之範圍中的溫度）退火沉積在導電基板210上方之CEM膜來輔助。退火可用以加速從餘留在導電基板210內之摻雜物種分子分解為摻雜物種原子。退火可額外用以修補導電基板的晶界，此可允許例如跨相鄰晶界增加的摻雜物種原子（諸如氯、碳、及氮）之遷移。退火亦可用以增加摻雜物種原子以其他方式從導電基板210擴散至CEM膜220的路徑，並且所主張的標的不限於此方面。
在特定實施例中，摻雜物種原子及/或分子，諸如氮、氯、碳、羰基、亚硝醯基、及等等，可表示用以不利影響導電基板210的電氣效能的雜質。例如，嵌入導電基板210中的額外碳可用以降低導電基板210的導電性（增加電阻）。由此，用於製備導電基板的典型製程可注重從導電基板移除碳。其他製程可注重從導電基板移除其他雜質，諸如，例如，氯及氮。除潛在地不利影響基板的導電性之外，雜質亦可導致電荷捕獲，此可增加導電基板的寄生電容。然而，如亦將參考第3A圖至第3B圖進一步論述，在導電基板中的此等雜質可諸如例如藉由用以產生包含NiO之化合物之電子的逆給予增強CEM膜之電氣效能，該CEM膜可包含，例如，CEM膜220。
第2C圖係沉積在CEM膜上方之導電覆蓋層之實施例250的圖式。在實施例中，導電覆蓋層230可包含與包含導電基板210之彼等相似的一或更多種材料，諸如選自包含鋁、鎘、鉻、鈷、銅、金、鐵、等等之群組的一或更多種材料，並且所主張的標的不限於此方面。在製造導電覆蓋層230之後，一或更多類型之摻雜物種分子及/或源自一或更多摻雜物種分子的摻雜物種原子，例如，可餘留在導電基板230內。因此，與製造導電基板210相似，可用以形成導電覆蓋層230之涉及TiCl4
的製造製程可回應於源自TiCl4
之摻雜物種分子的分解產生氯摻雜物種。
在第2C圖中，例如可回應於TiCl4
之分解形成的氯原子圖示為摻雜物種原子206。在一實施例中，可例如藉由增加在形成導電覆蓋層230期間採用之沉積腔室中存在的TiCl4
含量來操控餘留在包含TiN之導電覆蓋層中的氯含量。在其他實施例中，可增加在沉積製程期間採用之溫度，此可影響從TiCl4
前驅物分解氯的速率。在其他實施例中，可增加存在於製造之基板中的氯的滯留時間以增加，例如，嵌入製造之導電覆蓋層230中的氯存在。
第2D圖係回應於用以形成導電基板及導電覆蓋層之前驅物之分解而接收摻雜物種原子的CEM膜之實施例275的圖式。如第2D圖所示，若導電覆蓋層230在CEM膜220上方形成，一定量之摻雜物種原子206可從導電覆蓋層230擴散至CEM膜220中。在特定實施例中，導電覆蓋層230之頂層可使用較高濃度之含有摻雜劑之前驅物製造，此可用以於距CEM膜220僅一小段距離的層製成可用之額外摻雜物種原子。在實施例中，摻雜物種原子206之擴散可例如藉由於高溫下退火導電覆蓋層及在導電基板210上方沉積之CEM膜來輔助，其可用以加速從在導電覆蓋層230中剩餘的摻雜物種分子分解摻雜物種原子。退火可額外用以修補導電覆蓋層之晶界，此可允許例如跨相鄰晶界增加的摻雜物種原子（諸如氯、碳、及氮）移動。退火可增加摻雜物種原子以其他方式從導電覆蓋層230擴散至CEM膜220的路徑，並且所主張的標的不限於此方面。
第3A圖至第3B圖係前驅物之實施例300之圖式，該前驅物可用以形成導電基板連同一或更多類型之摻雜物種分子。在第3A圖中，前驅物310對應於TDMAT分子，其可用以形成TiN基板，諸如第2A圖之基板210，或用以形成導電覆蓋層，諸如導電覆蓋層230。在第3A圖中，以NH3
形式之氮摻雜物種分子可用於共同流動製程中，其中導電基板或導電覆蓋層，例如，可以沉積製程之方式在層中形成。前驅物310及320可例如用於原子層沉積製程或用以形成TiN基板之其他適宜製程中，並且所主張的標的不限於此方面。沉積製程，例如，可導致形成導電材料330層，其可包含如第3A圖所示之TiN。然而，在其他實施例中，基板材料330可包含各種其他材料，諸如氮化鈦、鉑、鈦、銅、鋁、鈷、鎳、鎢、氮化鎢、矽化鈷等等，並且所主張的標的意欲涵蓋可例如與相關電子材料一起使用的全部類型導電材料。
在製造基板材料330之後，例如，摻雜物種分子340可保持嵌入基板材料330內。例如，在第3A圖之實施例中，摻雜物種分子340可包含氣體，諸如氮氣(N2
)及表面含碳物種4HN(CH3
)2
。應注意其他前驅物可用以製造其他類型導電材料，諸如TDMAT、TDEAT、TTIP、PDMAT、TAETO、TaCl5
、W(CO)6
、(NH3
)3W(CO)3
、W(CO)5(C5
H11
NC)，例如，並且所主張的標的不限於此方面。用以製造其他類型導電材料之前驅物可產生與第3圖之摻雜物種分子340不同的摻雜物種分子。
第3B圖係嵌入擴散至CEM膜中之導電材料中的摻雜物種分子之實施例350的圖式。在第3B圖中，圖示碳摻雜物種原子從摻雜物種分子(4HN(CH3
)2
)擴散至包含NiO之CEM膜335中。在特定實施例中，碳摻雜物種原子之擴散可允許形成羰基(CO)，此可用以例如在包含NiO之CEM膜中填充氧空位以形成NiO:CO。例如，在CEM膜345層中此氧空位之填充可在CEM膜中導致電子逆給予。例如，在包含氧化鎳（例如，NiO:CO）之CEM膜中逆給予可逆轉，此可由此允許CEM膜轉換至在裝置操作期間呈現高阻抗性質。同樣，在第3B圖中，圖示氮摻雜物種原子從摻雜物種分子(N2
)擴散以形成NH3
，此可用以在包含NiO之CEM膜之CEM膜層345中填充氧空位以形成NiO:NH3
。在某些實施例中，在相關電子材料中的逆給予，例如，可回應於例如使用以氨(NH3
)形式之氮作為摻雜物種發生。如先前所述，電子逆給予可例如在操作期間導致可控且可逆地將電子給予過渡金屬或過渡金屬氧化物（諸如鎳）之導電能帶。
第4圖係用於製造具有減小之層間界面層阻抗之相關電子材料的一般製程之實施例400的流程圖。諸如第4圖及本文所述之其他圖所述之示例實施方式可包括除圖示及描述之彼等外的方塊、更少方塊、或以不同於可識別之順序發生的方塊、或其任何組合。實施例400可於方塊410開始，其可包含使用一或更多種前驅物形成導電基板。於方塊410，可形成基板諸如包含TiN之導電基板。在其他實施例中，導電基板可包含鉑、鈦、銅、鋁、鈷、鎳、鎢、氮化鎢、矽化鈷、氧化釕、鉻、金、鈀、氧化銦錫、鉭、銀、銥、及其任何組合。於方塊410形成之導電基板可涉及在製造CEM裝置中採用之各種製程，諸如原子層沉積、化學氣相沉積、電漿化學氣相沉積、濺鍍沉積、物理氣相沉積、熱線化學氣相沉積、雷射增強化學氣相沉積、雷射增強原子層沉積、快速熱化學氣相沉積或類似者。
於方塊420，可在導電基板上方形成CEM膜。CEM膜可包含例如包含鎳之過渡金屬氧化物，但可包含其他過渡金屬、過渡金屬化合物、及/或過渡金屬氧化物，諸如鋁、鎘、鉻、鈷、銅、金、鐵、錳、汞、鉬、鎳鈀、錸、釕、銀、錫、鈦、钒。在特定實施例中，亦可採用包含一種以上過渡金屬氧化物之化合物，諸如鈦酸銥(YTiO3
)。
方塊430可包含經由將源自一或更多種前驅物之第一摻雜物種擴散至CEM膜中來摻雜CEM膜。摻雜可包括退火CEM膜，此可用以修補導電基板之晶界以允許例如跨相鄰晶界增加的摻雜物種原子（諸如氯、碳、及氮，或分子組合）之遷移。退火可增加，摻雜物種以其他方式從導電基板擴散至CEM膜的路徑，並且所主張的標的不限於此方面。
第5圖係製造具有減小之層間界面層阻抗之相關電子材料的一般方法之實施例500的流程圖。於方塊510，可在基板上方形成一或更多層CEM膜。在一實施例中，CEM膜可包含先前所述之一或更多種材料，並且所主張的標的不限於此方面。於方塊520，可在一或更多層相關電子材料上方形成一或更多種導電材料。在實施例中，導電材料可用作包含TiN、鉑、銅、鋁、及等等之電極。方塊530可涉及使用源自用於形成導電基板或導電覆蓋層、或其組合的一或更多種前驅物之一或更多種摻雜物種來摻雜相關電子材料膜。例如，摻雜CEM膜及導電覆蓋層可涉及退火該導電覆蓋層及該CEM膜以增加摻雜物種原子或分子從導電覆蓋層擴散至CEM膜的路徑。
在特定實施例中，諸如本文先前所述之彼等，可形成複數個CEM裝置以產生積體電路裝置，積體電路裝置可包括例如具有第一CEM之第一相關電子裝置及具有第二相關電子材料之第二相關電子裝置，其中第一及第二CEM可包含實質上不相似之阻抗特性。此外，在一實施例中，第一CEM裝置及第二CEM裝置可在積體電路之特定層內形成。此外，在一實施例中，在積體電路之特定層內形成第一及第二CEM裝置可包括至少部分藉由選擇性磊晶沉積形成CEM裝置。在另一實施例中，例如，可至少部分藉由離子植入在積體電路之特定層內形成第一及第二CEM裝置，諸如用以改變第一及/或第二CEM裝置之阻抗特性。
此外，在一實施例中，兩個或更多個CEM裝置可至少部分藉由CEM之原子層沉積在積體電路之特定層內形成。在又一實施例中，第一相關電子開關材料之複數個相關電子切換裝置之一或更多個及第二相關電子開關材料之複數個相關電子切換裝置之一或更多個可至少部分藉由毯式沉積及選擇性磊晶沉積之組合形成。此外，在一實施例中，第一及第二存取裝置可實質上分別位於第一及第二CEM裝置附近。
在又一實施例中，複數個CEM裝置之一或更多個可獨立地位於積體電路內的第一金屬化層之導電線與第二金屬化層之導電線的一或更多個交叉點處，在一實施例中。一或更多個存取裝置可位於第一金屬化層之導電線與第二金屬化層之導電線的相應一或更多個交叉點處，其中在一實施例中存取裝置可與相應CEM裝置成對。
在前述描述中，在用法之特定上下文中，諸如其中論述有形組分（及/或類似地，有形材料）之情況，在「上(on)與「上方(over)」之間存在區別。作為一實例，在基板「上」沉積物質指涉及直接實體且有形接觸而在此後者實例中在沉積之物質與基板之間無中間體諸如中間物質（例如，在中間製程操作期間形成之中間物質）之沉積；儘管如此，儘管理解為潛在地包括沉積在基板「上」（由於「上」亦可準確描述為「上方」），沉積在基板「上方」應理解為包括其中一或更多種中間體（諸如一或更多種中間物質）在沉積之物質與基板之間存在使得沉積之物質不必直接實體並有形接觸基板的情況。
在「下(beneath)」與「下方(under)」之間的相似區別在諸如其中論述有形材料及/或有形組分的用法之適當特定上下文中產生。儘管在用法之此特定上下文中，「下(beneath)」意欲必須意謂實體及有形接觸（相似於如先前描述之「上」），「下方(under)」潛在地包括其中存在直接實體及有形接觸，但不一定暗示直接實體及有形接觸的情況，諸如若存在一或更多種中間體，諸如一或更多種中間物質。因此，「上」應理解為意謂「緊接著上方」並且「下」應理解為意謂「緊接著下方」。
同樣應瞭解，術語諸如「上方」及「下方」應以與先前提及之術語「上」、「下」、「頂部」、「底部」、及等等相似之方式理解。此等術語可用於方便論述，但並非意欲必須限制所主張的標的之範疇。例如，術語「上方」，作為一實例，並不意欲暗示請求項範疇限於僅其中一實施例例如係右側向上（諸如與上下顛倒之實施例相比）的情況。一實例包括倒裝晶片，作為一個說明，其中（例如）於各個時間（例如，在製造期間）之定向可不必對應於最終產品之定向。因此，作為一實例，若以特定定向（諸如上下顛倒）之標的係在可用之請求項範疇中，作為一個實例，同樣，意味著後者亦被解釋為再次以另一定向（諸如右側向上）包括在可用之請求項範疇中，作為一實例，並且反之亦然，即使可用之字面請求項語言具有將被另外解釋之可能。當然，再者，一般情況係：在專利申請案之說明書中，描述及/或用法之特定上下文提供關於將得出之合理推論之有用引導。
除非另外指出，在本揭示之上下文中，若用以關聯清單，諸如A、B、或C，術語「或」意欲意謂此處以包含性含義使用的A、B、及C，以及此處以排他性含義使用的A、B、或C。經由此理解，「及」以包含性含義使用並且意欲意謂A、B、及C；而「及/或」可謹慎地用以明確意欲全部上述含義，儘管此用法並非所需。此外，術語「一或更多個」及/或相似術語用以描述單數形式之任何特徵、結構、特性、及/或類似者，「及/或」亦用以描述複數個及/或一些特徵、結構、特性、及/或類似者之其他組合。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」、及類似者係用以區別不同態樣，諸如不同組分，作為一個實例，而非提供數值限制或建議特定順序，除非另外明確指出。同樣，術語「基於」及/或相似術語應理解為不一定意欲表達一組排他性因素，而是允許不必明確描述之額外因素之存在。
此外，意欲以以下方式理解關於所主張的標的之實施並經歷測試、量測、及/或關於程度之說明的情況。作為一實例，在給定情況中，假設待量測物理性質之值。若一般技藝人士很可能會思及繼續該實例之至少關於性質之用以測試、量測、及/或關於程度之說明的可選之合理方法，則至少出於實施目的，所主張的標的意欲涵蓋彼等可選之合理方法，除非另外明確指出。作為一實例，若產生在區域上方之量測曲線並且所主張的標的之實施指採用在區域上方之斜率之量測，但存在用以估計在彼區域上方之斜率的各種合理且可選之技術，則所主張的標的意欲涵蓋彼等合理之可選技術，即使彼等合理之可選技術不提供相同值、相同量測或相同結果，除非另外明確指出。
應進一步注意，若（諸如）與特徵、結構、特性、及/或類似者一起使用，則術語「類型」及/或「樣」（使用「光學」或「電氣」作為簡單實例）意謂特徵、結構、特性、及/或類似者的至少部分及/或以存在微小變化之此方式關於特徵、結構、特性、及/或類似者，甚至另外可不認為與特徵、結構、特性、及/或類似者完全一致之變化一般不妨礙該特徵、結構、特性、及/或類似者作為「類型」及/或作為「類(like)」，（諸如為「光學類型」或為「類光學」，例如），若該等微小變化係足夠微小使得該特徵、結構、特性、及/或類似者仍被認為主要存在且此等變化亦存在。因此，繼續此實例，術語光學類型及/或類光學性質必須意欲包括光學性質。同樣，作為另一實例，術語電學類型及/或類電學性質必須意欲包括電學性質。應注意，本揭示之說明書僅提供一或更多個說明性實例並且所主張的標的意欲不被限制於一或更多個說明性實例；然而，再者，一般係該情況：關於專利申請案之說明書，描述及/或用法之特定情境提供關於將得出之合理推論之有用引導。
在先前描述中，已描述了所主張的標的之各種態樣。出於解釋之目的，例如列出了細節，諸如含量、系統、及/或配置。在其他情況中，熟知特徵被省略及/或簡化以免混淆所主張的標的。儘管本文已經說明及/或描述了某些特徵，眾多修改、替代、改變、及/或等效將對一般技藝人士顯而易見。由此，應瞭解隨附申請專利範圍意欲涵蓋落入所主張的標的內之全部修改及/或變化。
100‧‧‧電流密度對電壓曲線104‧‧‧區域107‧‧‧讀取窗108‧‧‧點110‧‧‧參考指示符116‧‧‧點122‧‧‧端子126‧‧‧可變電阻器128‧‧‧可變電容器130‧‧‧端子150‧‧‧切換裝置160‧‧‧導電基板170‧‧‧CEM180‧‧‧導電覆蓋層200‧‧‧導電基板205‧‧‧摻雜物種原子206‧‧‧摻雜物種原子210‧‧‧導電基板220‧‧‧CEM膜225‧‧‧相關電子材料230‧‧‧導電覆蓋層250‧‧‧導電覆蓋層275‧‧‧CEM膜300‧‧‧前驅物310‧‧‧前驅物320‧‧‧前驅物330‧‧‧基板材料335‧‧‧CEM膜340‧‧‧摻雜物種分子345‧‧‧CEM膜350‧‧‧摻雜物種分子400‧‧‧方法410‧‧‧方塊420‧‧‧方塊430‧‧‧方塊500‧‧‧方法510‧‧‧方塊520‧‧‧方塊530‧‧‧方塊
所主張的標的在本說明書之結束部分特定指出並明確要求保護。然而，當結合附圖閱讀時，參考以下詳細描述可最佳地理解組織及/或操作方法二者，以及其目的、特徵、及/或優點，其中：
第1A圖係由相關電子材料形成之裝置的電流密度對電壓曲線之一實施例的圖式；
第1B圖係包含相關電子材料之切換裝置之一實施例的圖式及相關電子材料開關之等效電路的示意圖；
第2A圖係圖示摻雜物種原子之導電基板之一實施例的圖式；
第2B圖係回應於摻雜導電基板而接收摻雜物種原子之相關電子材料之一實施例的圖式；
第2C圖係在相關電子材料(correlated electron material; CEM)膜上方沉積之導電基板之一實施例的圖式；
第2D圖係回應於摻雜導電覆蓋層而接收摻雜物種原子之相關電子材料之一實施例的圖式；
第3A圖係用以形成導電基板材料以及一或更多類型摻雜物種分子的示例前驅物之一實施例的圖式；
第3B圖係嵌入擴散至CEM膜的導電材料中之摻雜種類分子之一實施例的圖式；以及
第4圖及第5圖係用於製造具有減小之層間界面層阻抗之相關電子材料的一般方法之實施例的流程圖。
在下文詳細描述中參考附圖，附圖形成本發明之一部分，其中在全文中相似元件符號可指相應及/或類似的相似部件。應瞭解諸圖未必按比例繪製，諸如出於簡潔及/或清晰說明之目的。例如，一些態樣之尺寸可相對於其他態樣誇大。此外，應理解可採用其他實施例。此外，可在不脫離所主張的標的之情況下進行結構變化及/或其他變化。在本說明書全文中提及「所主張的標的」是指意欲由一或更多個請求項、或其任何部分涵蓋之標的，並且不一定意指完整請求項集合、指請求項集合之特定組合（例如，方法請求項、裝置請求項、等等）、或指特定請求項。亦應注意方向及/或參考，例如上、下、頂部、底部、等等，可用於便於論述附圖且並不意欲限制所主張的標的之應用。由此，下文詳細描述並非限制所主張的標的及/或等效形式。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
122‧‧‧端子
126‧‧‧可變電阻器
128‧‧‧可變電容器
130‧‧‧端子
150‧‧‧切換裝置
160‧‧‧導電基板
170‧‧‧CEM膜
180‧‧‧導電覆蓋層
Claims (24)
- 一種構造一切換裝置的方法，該方法包含以下步驟：使用一或更多種前驅物形成一導電基板；在該導電基板上方形成一相關電子材料膜；以及經由將一第一摻雜物種從該導電基板擴散至該相關電子材料膜中來摻雜該相關電子材料膜以在該相關電子材料膜中實現電子逆給予，該第一摻雜物種源自該一或更多種前驅物。
- 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：退火該導電基板以分解該一或更多種前驅物，進而提供該第一摻雜物種。
- 如請求項2所述之方法，其中形成該導電基板之步驟包含以下步驟：使用一原子層沉積製程、化學氣相沉積、電漿化學氣相沉積、濺鍍沉積、物理氣相沉積、熱線化學氣相沉積、雷射增強化學氣相沉積、雷射增強原子層沉積、快速熱化學氣相沉積、或其任何組合。
- 如請求項1所述之方法，其中在該導電基板上方形成該相關電子材料膜之步驟包含以下步驟：形成一氧化鎳膜。
- 如請求項1所述之方法，其中形成該導電基 板之步驟包含以下步驟：形成氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、或其任何組合構成之一導電基板。
- 如請求項1所述之方法，其中該第一摻雜物種包含碳、氯、氮、氟、氰化物(CN)、亞硝醯基(NO)、氨(NH3)、氮氧化物分子(NxOy，其中x及y包含整數，並且其中x0且y
0以及至少x或y包含值>0)，及形式CxHyNz之分子(其中x
0、y
0、z
0，並且其中至少x、y、或z包含值>0)、或其任何組合。
- 如請求項1所述之方法，其中該第一摻雜物種包含產生一P型相關電子材料膜的一材料。
- 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：在該相關電子材料膜上方形成一導電覆蓋層。
- 如請求項8所述之方法，進一步包含以下步驟：藉由將源自用於形成該導電覆蓋層之一或更多種前驅物之一第二摻雜物種擴散至該相關電子材料膜中來摻雜該相關電子材料膜。
- 一種製造一切換裝置的方法，該方法包含以下步驟：在一導電基板上方形成一相關電子材料膜；在該相關電子材料膜上方形成一導電覆蓋層；以及經由將一或更多種摻雜物種從該導電基板或該導電 覆蓋層、或其組合擴散至該相關電子材料膜中來摻雜該相關電子材料膜以在該相關電子材料膜中實現電子逆給予，該一或更多種摻雜物種源自用於形成該導電基板或該導電覆蓋層、或其組合之一或更多種前驅物。
- 如請求項10所述之方法，其中該摻雜步驟包含以下步驟：退火該導電基板及該導電覆蓋層以將該一或更多種摻雜物種擴散至該相關電子材料膜中。
- 如請求項11所述之方法，其中該退火步驟包含以下步驟：擴散碳、氯、氮、氟、氰化物(CN)、亞硝醯基(NO)、氨(NH3)、氮氧化物分子(NxOy，其中x及y包含整數，並且其中x0及y
0並且至少x或y包含值>0)，以及形式CxHyNz之分子(其中x
0、y
0、z
0，並且其中至少x、y、或z包含值>0)、或其任何組合。
- 如請求項10所述之方法，其中該一或更多種摻雜物種包含降低該導電基板或該導電覆蓋層、或其組合之導電性的一材料。
- 如請求項13所述之方法，進一步包含以下步驟：用該一或更多種摻雜物種填充在該相關電子材料膜之一電子逆給予材料中的氧空位。
- 一種切換裝置，包含： 至少一層導電材料，用以形成一電極；以及在該至少一層導電材料上之一相關電子材料，該相關電子材料包含源自用於形成該電極之一前驅物的一摻雜物種以在該相關電子材料中實現電子逆給予。
- 如請求項15所述之切換裝置，其中該摻雜物種用以填充在該相關電子材料之一電子逆給予材料中的氧空位。
- 如請求項15所述之切換裝置，其中該相關電子材料之一電子逆給予材料之一濃度包含在0.1%與10.0%之間的一原子濃度。
- 如請求項15所述之切換裝置，其中該相關電子材料包含氧化鎳。
- 如請求項18所述之切換裝置，其中形成該電極之該導電材料包含氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、或其任何組合。
- 一種切換裝置，包含：一導電基板；在該導電基板上方沉積之一相關電子材料；在該相關電子材料上方沉積之一導電覆蓋層，其中該相關電子材料包含源自用於形成該導電基板或該導電覆蓋層、或其組合之一或更多種前驅物的一摻雜物種，以在該相關電子材料中實現電子逆給予。
- 如請求項20所述之切換裝置，其中該摻雜物種包含氮、氯、碳、或其任何組合。
- 如請求項20所述之切換裝置，其中該摻雜物種用以填充在該相關電子材料中的氧空位。
- 如請求項20所述之切換裝置，其中該導電基板及該導電覆蓋層包含氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、或其任何組合。
- 如請求項20所述之切換裝置，其中該相關電子材料包含氧化鎳。
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