[发明专利]具有发光特性的电阻存储器件及其操作方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有发光功能的电阻存储器件，还涉及一种具有存储功能的显示器件。

背景技术

随着信息化技术的迅猛发展，计算机技术、互联网以及新型大众化电子产品的高速发展，现今社会对集成电路市场信息存储产品的需求呈现高速上升趋势。存储技术渗透于半导体产品中的各个角落，占据市场90％份额的flash存储器据报道称其极限是32nm，以及其操作速度低的缺点遇到了发展的瓶颈，寻找新一代的优于目前的CMOS工艺的非易失性存储器件势在必行。近年来电阻型随机存储器(Resistance Random Access Memory，简称RRAM)以其诸多的优点引起了世界各国科研院所、高校以及企业的关注和研究。这些优点包括：高密度存储、高转化速度(ns)、长寿命(数万次转换)、低成本以及与传统CMOS工艺的兼容性等。电阻型随机存储器所选用材料包括二元过渡金属氧化物(TiO₂^[1]、Cu_xO^[2，3，4]、NiO^[5]、ZrO₂、ZnO等)、巨磁阻材料Pr_1-xCa_xMnO^[6]、掺杂SrTiO₃、SrZrO₃等以及有机材料和相变材料等。

半导体、氧化物等薄膜材料在光电子领域最有前景的用途就是薄膜的电致发光效应的应用。由于阴极射线管(CRT)显示具有体积大、功耗高等自身难以克服的缺点，显示技术的发展方向最终将走向平板化的发展道路。薄膜材料的电致发光特性引起了诸多科研机构和半导体器件公司的广泛关注，薄膜型电致发光显示器开发于20世纪80年代初，它最初是作为单色无源LCD显示器的高性能替代物而开发的，电致发光(Electroluminescence，EL)技术具有很多独特的性能，这使得它成为众多应用的良好选择。在这类应用中，要求显示器能够耐受极端的环境条件。即使面临投资数十亿美元的其他显示技术，EL显示器的独特特性仍然保证了其长期的市场生命力。对于寻求极高显示性能的设计开发人员，EL显示器依然是最佳的选择。EL是一项自发光技术，它能自行发光，而不是对来自其他光源的光进行控制。从本质上讲，其像素具有完美的边缘锐度，从而能够表现精细的清晰图像，称为“一目了然的可读性”。在需要对显示的关键信息做出快速响应的医疗、交通和其他应用领域，这类可读性十分重要。

然而，在现代半导体技术中，有很多利用发光器件进行照明和显示的器件；但诸多的文献和专利中，要么只涉及到了单纯的存储单元器件，要么只涉及到发光器件，而没有将存储和发光有机的结合在一起的器件。

上文引用的非专利文献：

[1]J Joshua Yang，Matthewd.Pickett，Xuema Li，Douglas A.A.Ohlberg，Duncan R.Stewart^*And R.Stanley Williams，“Memristive switchingmechanism for metal/oxide/metal nanodevices”Nature Nanotechnology.vol3，p.429，(2008)

[2]H.B.Lv，M.Yin，X.F.Fu，Y.L.Song，L.Tang，P.Zhou，C.H.Zhao，T.A.Tang，B.A.Chen，and Y.Y.Lin，”Resistive Memory Switching of Cu_xOFilms for a Nonvolatile Memory Application”.IEEE Electron Device Letters，vol.29，no.4，(2008)

[3]R.Dong，D.S.Lee，W.F.Xiang，S.J.Oh，D.J.Seong，S.H.Heo，H.J.Choi，M.J.Kwon，S.N.Seo，M.B.Pyun，M.Hasan，and Hyunsang Hwang.“Reproducible hysteresis and resistive switching in metal-Cu_xO-metalheterostructures”.Appl.Phys.Lett.vol，90，042107(2007)