[發(fā)明專利]電子模塊及其制造方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810109982.2
• 申請日: 2008-06-06
• 公開（公告）號: CN101325245A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·瑪?shù)倮?/a>;A·阿拉斯塔洛;M·艾倫;H·瑟帕
• 申請（專利權(quán)）人: 芬蘭國立技術(shù)研究中心
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24;G11C16/02;G11C11/56;G06K19/07
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司
• 代理人: 劉佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及諸如存儲設(shè)備—尤其是可印刷存儲器的電氣單元及其制造方法。存儲器可在例如低成本RFID、傳感器或媒體應(yīng)用中使用。本發(fā)明還涉及制造方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可基于印刷在塑料或紙襯底上并在塑料/紙兼容溫度下(T＜200℃)燒結(jié)的金屬納米粒子懸浮體來形成。這種銀的納米墨(nanoink)可容易地從諸如Cabot公司或Harima公司之類的公司中購買到。除在爐子中燒結(jié)外，本領(lǐng)域中還已知激光燒結(jié)[N.Bieri等人，Superlattices?and?Microstructures?35，437(2004).]、UV燒結(jié)和微波燒結(jié)[J.Perelaer等人，Adv.Mater.18，2101(2006)]。

在提交本申請時還未出版的專利申請第FI?20060697號描述了一種用于燒結(jié)納米粒子系統(tǒng)的改進方法，電燒結(jié)。在該方法中，在電處理下納米粒子系統(tǒng)導(dǎo)電率顯著提高。與常規(guī)的熱燒結(jié)相比，電燒結(jié)法快速，并可減少襯底和其它周圍結(jié)構(gòu)的熱負荷。電燒結(jié)實現(xiàn)了經(jīng)燒結(jié)的線的導(dǎo)電率的直接在線監(jiān)測，且它還實現(xiàn)了在燒結(jié)期間導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的圖案化。FI?20060697還描述了電燒結(jié)結(jié)構(gòu)的剩余電阻可通過所施加的電處理的邊界條件來系統(tǒng)地控制(例如，源阻抗(偏壓電阻器)、基于燒結(jié)過程傳播的動態(tài)源調(diào)節(jié)等)。

S.Sivaramakrishnan等人在Nature?Materials(自然材料)6，149(2007)中提出了另一種在帶有納米金屬團簇的可印刷聚合物組合物中受控的絕緣體至金屬轉(zhuǎn)變的方法。類似的方法在專利申請公開WO?2007/004033A2中揭示。

US?2004/0085797揭示了一種借助于DC電壓改變納米或微粒子的狀態(tài)的方法。通過位于含有分散粒子的柔性、類似凝膠的層的表面上的電極施加電壓，從而粒子沿電場定向排列或形成團簇，該結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率局部增加。該方法不能良好地適用于制造非易失性結(jié)構(gòu)，且不能用于在表面上形成導(dǎo)線。

WO?2005/104226中揭示了一種通過穿過含有納米粒子的層施加非常高(＞1kV)的電壓脈沖來在半導(dǎo)體芯片中制造穿通觸點的方法。該方法不能用于在表面上形成導(dǎo)線。

US?2006/159889公開了一種用于電子產(chǎn)品和顯示器的多層印刷方法。在該方法中，將電子墨沉積在表面上并使該墨固化。僅在先前層被固化之后，即達到其最終狀態(tài)之后，進行后續(xù)層的沉積。因此，該方法不能夠制造例如印刷的可寫入存儲器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種新穎的電子模塊，具體的是一種存儲器元件，其可方便地制造并進行操作。具體地，本發(fā)明的目的是提供可印刷存儲元件、其中間產(chǎn)物以及使該元件可操作的新穎技術(shù)。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于制造模塊和模塊的實際應(yīng)用的新穎方法。

本發(fā)明是從將在不同條件下進行燒結(jié)過程等的兩種材料用于構(gòu)造其中兩電極之間的中間層的電導(dǎo)率可通過電相互作用而增加的結(jié)構(gòu)的想法中產(chǎn)生的。具體地，可將具有不同燒結(jié)溫度的納米粒子材料用于實現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)。如果所述電極的燒結(jié)溫度被選擇為低于中間層的燒結(jié)溫度，則電極可被方便地燒結(jié)而不燒結(jié)中間層。中間層隨后可用作存儲器元件、開關(guān)、反熔絲等中的一次寫入存儲器層。本發(fā)明的基本原理還可用于其它的電學(xué)領(lǐng)域。

因此，根據(jù)本發(fā)明的電子模塊包括由第一材料形成的至少一個第一材料區(qū)和與該第一材料區(qū)相鄰的至少一個第二材料區(qū)，第一材料可借助于電相互作用而在結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)變以便至少局部地增加其電導(dǎo)率，所述第一材料具有第一轉(zhuǎn)變閾值。根據(jù)本發(fā)明，第二材料區(qū)由第二材料形成，該第二材料也可在結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)變以便增加其電導(dǎo)率，第二材料具有比第一材料區(qū)的轉(zhuǎn)變閾值低的第二轉(zhuǎn)變閾值。

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變可通過內(nèi)部電相互作用(電燒結(jié)等過程)或通過外部熱輻射增加溫度來開始。較佳地，至少所述第一材料的所述結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變在性質(zhì)上是永久的。