特許 6469215 酸化物スイッチング層を有するメモリスタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6469215

(24)【登録日】2019年1月25日

(45)【発行日】2019年2月13日

(54)【発明の名称】酸化物スイッチング層を有するメモリスタ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/8239 20060101AFI20190204BHJP

   H01L 27/105 20060101ALI20190204BHJP

   H01L 45/00 20060101ALI20190204BHJP

   H01L 49/00 20060101ALI20190204BHJP

   B41J 2/14 20060101ALI20190204BHJP

【ＦＩ】

   H01L27/105 448

   H01L45/00 Z

   H01L49/00 Z

   B41J2/14 611

【請求項の数】14

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-516396(P2017-516396)

(86)(22)【出願日】2014年9月30日

(65)【公表番号】特表2017-534170(P2017-534170A)

(43)【公表日】2017年11月16日

(86)【国際出願番号】US2014058148

(87)【国際公開番号】WO2016053262

(87)【国際公開日】20160407

【審査請求日】2017年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】511076424

【氏名又は名称】ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．

【氏名又は名称原語表記】Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ．

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100082946

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 昭広

(74)【代理人】

【識別番号】100121061

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 清春

(74)【代理人】

【識別番号】100195693

【弁理士】

【氏名又は名称】細井 玲

(72)【発明者】

【氏名】ジェ，ニン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン，ジアンファ

(72)【発明者】

【氏名】リ，ジーヨン

(72)【発明者】

【氏名】チャン，マックス

(72)【発明者】

【氏名】サミュエルズ，ケイティ

【審査官】 加藤 俊哉

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２２０６０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１０６９３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０７１３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Ya-Ting Wu et al.，Resistance switching of thin AlOx and Cu-doped-AlOx films，Thin Solid Films，米国，Elsevier，２０１３年１０月 １日，Vol.544，pp.24-27

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／８２３９

Ｂ４１Ｊ ２／１４

Ｈ０１Ｌ ２７／１０５

Ｈ０１Ｌ ４５／００

Ｈ０１Ｌ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メモリスタであって、
第１の導電層と、
前記第１の導電層に結合されたスイッチング層と、
前記スイッチング層に結合された第２の導電層
を備え、
前記第１の導電層は、第１の導電材料及び第２の導電材料を含み、前記第２の導電材料の拡散率は、前記第１の導電材料の拡散率よりも高く、
前記スイッチング層は、前記第１の導電材料を有する第１の酸化物、及び、前記第２の導電材料を有する第２の酸化物を含み、
前記第１の導電材料がアルミニウムであり、
前記第２の導電材料が銅であり、
前記第１の導電層がケイ素を含み、
前記スイッチング層が、酸化アルミニウム、酸化銅、及び酸化ケイ素を含むことからなる、メモリスタ。

【請求項2】

前記第１の酸化物は、前記第１の導電層の前記第１の導電材料の酸化した部分を含み、前記第２の酸化物は、前記第１の導電層の前記第２の導電材料の酸化した部分を含む、請求項１のメモリスタ。

【請求項3】

前記第１の酸化物は、前記第１の導電層の前記第１の導電材料の熱酸化した部分を含み、前記第２の酸化物は、前記第１の導電層の前記第２の導電材料の熱酸化した部分を含む、請求項２のメモリスタ。

【請求項4】

前記第２の酸化物は、前記第１の導電層の前記第２の導電材料の拡散した部分を含む、請求項１〜３のいずれかのメモリスタ。

【請求項5】

前記第１の導電層は第１の電極を含み、前記第２の導電層は第２の電極を含む、請求項１〜４のいずれかのメモリスタ。

【請求項6】

不揮発性メモリを備えるプリントヘッドであって、
前記不揮発性メモリはメモリスタを備え、
前記メモリスタは、
第１の電極と、
前記第１の電極に結合されたスイッチング層と、
前記スイッチング層に結合された第２の電極
を備え、
前記第１の電極は、第１の導電材料及び第２の導電材料を含み、前記第２の導電材料の拡散率は、前記第１の導電材料の拡散率よりも高く、
前記スイッチング層は、前記第１の導電材料を有する第１の酸化物、前記第２の導電材料を有する第２の酸化物、及び酸化ケイ素を含み、
前記第１の酸化物は、前記第１の電極の前記第１の導電材料の酸化した部分を含み、前記第２の酸化物は、前記第１の電極の前記第２の導電材料の酸化した部分を含むことからなる、プリントヘッド。

【請求項7】

前記第１の酸化物は、前記第１の電極の前記第１の導電材料の熱酸化した部分を含み、前記第２の酸化物は、前記第１の電極の前記第２の導電材料の熱酸化した部分を含む、請求項６のプリントヘッド。

【請求項8】

前記第１の導電材料は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕからなるグループから選択され、
前記第２の導電材料は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｎからなるグループから選択され、
前記第１の電極はケイ素を含む、請求項６または７のプリントヘッド。

【請求項9】

前記第１の導電材料は、Ｇａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕからなるグループから選択され、前記第２の導電材料は、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｎからなるグループから選択される、請求項６または７のプリントヘッド。

【請求項10】

前記第２の酸化物は、前記第１の電極の前記第２の導電材料の拡散した部分を含む、請求項６〜９のいずれかのプリントヘッド。

【請求項11】

メモリスタを製造する方法であって、
第１の導電層を形成するステップと、
前記第１の導電層上にスイッチング層を形成するステップと、
前記スイッチング層上に第２の導電層を形成するステップ
を含み、
前記第１の導電層は、第１の導電材料、第２の導電材料、及びケイ素を含み、前記第２の導電材料の拡散率は、前記第１の導電材料の拡散率よりも高く、
前記スイッチング層は、前記第１の導電層の前記第１の導電材料の一部を熱酸化することによって形成された第１の酸化物、前記第１の導電層の前記第２の導電材料の一部を熱酸化することによって形成された第２の酸化物、及び前記第１の導電層の前記ケイ素を熱酸化することによって形成された酸化ケイ素を含むことからなる、方法。

【請求項12】

前記第１の導電材料は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕからなるグループから選択され、前記第２の導電材料は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｎからなるグループから選択される、請求項１１の方法。

【請求項13】

前記第１の導電材料がアルミニウムであり、
前記第２の導電材料が銅であり、
前記スイッチング層が、酸化アルミニウム、酸化銅、及び前記酸化ケイ素を含む、請求項１１または１２の方法。

【請求項14】

前記第２の酸化物は、前記第１の導電層の前記第２の導電材料の拡散した部分を含む、請求項１１〜１３のいずれかの方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

プリンターは、サブストレート（基材）上にインクを配置することができるプリントヘッドを有することができる。プリントヘッドは、データを格納するためのデバイスを備えることができる。メモリスタは、電圧などのプログラミングエネルギーを加えることによって異なる抵抗状態にプログラムされることができるデバイスである。プログラムされた後で、メモリスタの状態を読み取ることができ、該状態は、一定期間にわたって安定である。したがって、メモリスタを、デジタルデータを格納するために使用することができる。たとえば、高抵抗状態はデジタル「０」を表すことができ、低抵抗状態はデジタル「１」を表すことができる。メムリスティブ素子からなる大きなクロスバーアレイを、不揮発性メモリ及び他の用途を含む様々な用途に用いることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0002】

【特許文献1】（補充可能性あり）

【図面の簡単な説明】

【0003】

以下の詳細な説明は添付の図面を参照する。

【図1】酸化物スイッチング層を有する例示的なメモリスタの断面図である。

【図2】酸化物スイッチング層を有するメモリスタを備える例示的なクロスバーアレイの図である。

【図3】酸化物スイッチング層を有するメモリスタを備える不揮発性メモリを有する例示的なプリントヘッドのブロック図である。

【図4】酸化物スイッチング層を有するメモリスタを製造するための例示的な方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0004】

画像形成装置は、データを格納するためのメモリデバイス（記憶装置）を有することができるプリントヘッドを備えることができる。揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含む多くの異なるタイプのメモリがある。揮発性メモリは、自身のデータを維持するために電力を必要としえ、及び、揮発性メモリには、とりわけ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、及び同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）が含まれる。不揮発性メモリは、電力が供給されていないときに格納しているデータを保持することによって永続的なデータを提供することができ、及び、とりわけ、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、及び、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＣＲＡＭ）などの抵抗変化型メモリ、ＲｅＲＡＭ（抵抗変化メモリ。ＲＲＡＭともいう）、及び、磁気抵抗メモリ（ＭＲＡＭ）を含むことができる。ＥＰＲＯＭはいくつかのプリントヘッドに組み込まれている。しかしながら、偽造の増加に伴って、より大きな記憶容量を有するより安全な認証及び偽造防止用ツールが求められている。さらに、新しい技術が開発されると、回路基板上の空間に対する要求が高くなる。

【0005】

メモリスタは、プリントヘッドで使用するために提案されてきた。メモリスタは、メモリ（記憶装置）、スイッチ、高周波回路、並びに論理回路及びシステムなどの様々な電子回路内のコンポーネント（構成要素）として使用することができるデバイスである。メモリ構造では、メモリスタを有するメモリデバイス（メモリ素子）のクロスバーアレイを使用することができる。メモリスタがメモリデバイスの基本部分として使用されるときには、メモリスタを、情報のビット１または０を格納するために使用することができる。電圧または電流などの電気的刺激をメモリスタに加えることによって、メモリスタの抵抗（値）を変化させることができる。一般に、２つの状態間で切り替えることが可能な少なくとも１つのチャンネルを形成することができ、この場合、それらの２つの状態のうちの一方の状態では、該チャンネルが導電性の経路を形成し（「ＯＮ」）、他方の状態では、該チャンネルがそれより導電性の低い経路を形成する（「ＯＦＦ」）。いくつかの他の場合では、導電性の経路は「ＯＦＦ」を表し、それより導電性が低い経路は「ＯＮ」を表す。しかしながら、現在提案されているソリューションは、いくつかの実施例における一貫性のないスイッチング動作及び望ましくない導電率を含むいくつかの課題を提示している。

【0006】

本明細書におけるいくつかの例は、酸化物スイッチング層を有するメモリスタを提供する。例示的な実施例において、酸化物スイッチング層を有するメモリスタは、第１の導電材料及び第２の導電材料を有する第１の導電層、該第１の導電材料を有する第１の酸化物と該第２の導電材料を有する第２の酸化物とを有するスイッチング層、及び第２の導電層を備えている。該スイッチング層中の該第２の酸化物の存在によって、該スイッチング層の電気的性質をより望ましいレベルに変えることができる。さらに、該第１の酸化物及び該第２の酸化物を、該第１の導電層の材料を酸化させることによって形成することができ、これは、単一のスイッチング層に２つの酸化物を導入するための効果的かつ効率的なメカニズムを可能にする。

【0007】

ここで図面を参照すると、図１には、酸化物スイッチング層１２０を有する例示的なメモリスタ１００が示されている。メモリスタ１００は、第１の導電層１１０、スイッチング層１２０、及び第２の導電層１３０を有することができる。第１の導電層１１０は、第１の導電材料１１２及び第２の導電材料１１４を有することができる。スイッチング層１２０を第１の導電層１１０に結合することができ、及びスイッチング層１２０は、第１の導電材料１１２を有する第１の酸化物１２２、及び第２の導電材料１１４を有する第２の酸化物１２４を備えることができる。第２の導電層１３０をスイッチング層１２０に結合することができる。

【0008】

メモリスタ１００は、該メモリスタ１００に（たとえばその両端に）加えられるかまたは該メモリスタ１００中を通るように加えられる電気的刺激（電流や電圧など）に応じて変化する抵抗値を有する電気デバイスまたは電気コンポーネント（電気部品）である。さらに、メモリスタ１００は、それ自体の最後の抵抗値を「記憶する」ことができる。このように、メモリスタ１００を、少なくとも２つの状態に設定することができる。メモリスタ１００を、クロスバーアレイなどのより大きな構造中の多くのデバイスのうちの１つとすることができるが、これについては、図２に関してさらに後述する。複数のメモリスタ１００のアレイを、たとえば、プリントヘッドなどの用途で使用するための不揮発性の抵抗変化型メモリにおいて使用することができる。

【0009】

第１の導電層１１０を導電性が比較的高いものとすることができる。第１の導電層１１０を不均一なものとすることができ、及び、第１の導電層１１０は、第１の導電材料１１２及び第２の導電材料１１４を有することができる。図１は、第１の導電材料１１２及び第２の導電材料１１４を四角で表しているが、種々の形状及び構造とすることができるそれらの材料に制限はないことに留意されたい。第１の導電層１１０を、スイッチング層１２０に電気を伝えるかまたはスイッチング層１２０からの電気を伝えるための第１の電極とすることができる。

【0010】

第１の導電層１１０は、第１の導電材料１１２及び第２の導電材料１１４用の種々の材料を含むことができる。たとえば、第１の導電材料１１２と第２の導電材料１１４を、第１の導電層１１０を構成する金属混合物を形成する異なる金属とすることができる。第１の導電材料１１２の非限定的な材料の例には、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕが含まれる。第２の導電材料１１４の非限定的な材料の例には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｎが含まれる。いくつかの特定の例では、第１の導電層１１０は、第１の導電材料１１２としてアルミニウムを有し、第２の導電材料１１４として銅を有する合金を含むことができる。

【0011】

第２の導電材料１１４は、さらに後述するスイッチング層１２０の材料などの別の材料に対して、第１の導電材料１１２よりも高い拡散率を有することができる。本明細書で使用されている「拡散率」は、別の材料中に拡散する材料の傾向ないし性質を意味する。たとえば、第２の材料に対する第１の材料の拡散率が高いほど、該第１の材料は該第２の材料中に速く拡散することになる。したがって、いくつかの例では、第２の導電材料１１４のスイッチング層１２０中への拡散速度は、第１の導電材料１１２のそれよりも高いであろう。さらなら詳細については、スイッチング層１２０に関して後述する。

【0012】

さらに、いくつかの例では、第１の導電層１１０は、第１の導電材料１１２及び第２の導電材料１１４の他に追加の材料を含むことができる。他の材料の存在は、追加の有益な特性を提供することができる。たとえば、第１の導電層１１０は、ケイ素（シリコン）を有することができるが、より詳細に後述するように、これによって、該層の特性を向上させることができ、または、追加の材料（該材料からスイッチング層１２０用の酸化物を形成することができる）を提供することができる。第１の導電材料１１２、第２の導電材料１１４、及び他の材料の相対的な量を変えることができる。いくつかの例では、第１の導電材料１１２は、第１の導電層１１０の組成の大部分を構成するなどの比較的大きな量で存在することができる。このような例では、第２の導電材料１１４及び他の材料は、第１の導電層１１０の組成の比較的小さな割合を構成しうる。

【0013】

スイッチング層１２０を、メモリスタ１００のメムリスティブ特性を提供するメモリスタ１００内の活性領域とすることができる。スイッチング層１２０は、第１の導電材料１１２を含む第１の酸化物１２２、及び第２の導電材料１１４を含む第２の酸化物１２４を備えることができる。図１は、第１の酸化物１２２及び第２の酸化物１２４を円で表しているが、種々の形状及び構造とすることができるそれらの材料に制限はないことに留意されたい。

【0014】

いくつかの実施例では、第１の酸化物１２２は、第１の導電層１１０の第１の導電材料１１２の酸化した部分を有することができる。たとえば、第１の酸化物１２２は、第１の導電層１１０中の第１の導電材料１１２の一部を酸化させることによって形成されている。いくつかの例では、第１の導電材料１１２を有する第１の導電層１１０を最初に形成することができる。その後、スイッチング層１２０を、第１の導電材料１１２の一部を酸化して第１の酸化物１２２を形成することによって形成することができる。たとえば、スイッチング層１２０を、熱酸化を用いて第１の導電層１１０の第１の導電材料１１２から第１の酸化物１２２を作製することによって形成することができる。

【0015】

同様にいくつかの例では、第２の酸化物１２４は、第１の導電層１１０の第２の導電材料１１４の酸化した部分を有することができる。たとえば、第２の酸化物１２４は、第１の導電層１１０中の第２の導電材料１１４の一部を酸化させることによって形成されている。いくつかの例では、第２の導電材料１１４を有する第１の導電層１１０を最初に形成することができる。その後、スイッチング層１２０を、第２の導電材料１１４の一部を酸化して第２の酸化物１２４を形成することによって形成することができる。たとえば、スイッチング層１２０を、熱酸化を用いて第１の導電層１１０の第２の導電材料１１４から第２の酸化物１２４を作製することによって形成することができる。

【0016】

さらにまたは代替として、第２の酸化物１２４は、第１の導電層１１０の第２の導電材料１１４の拡散した部分を有することができる。たとえば、第２の酸化物１２４の一部は、第１の導電層１１０中の第２の導電材料１１４の一部をスイッチング層１２０中に拡散させることによって形成されている。いくつかの実施例では、上記の酸化や熱酸化などによってスイッチング層１２０を形成した後に、第２の導電材料１１４の一部を、第１の酸化物１２２及び第２の酸化物１２４を含む種々の材料をこの時点ですでに有していることができるスイッチング層１２０中に拡散させることができる。いくつかの例では、スイッチング層１２０中に拡散する第２の導電材料１１４の一部は、酸化して第２の酸化物１２４を形成することができる。

【0017】

説明されているように、第１の酸化物１２２及び第２の酸化物１２４は、種々の材料を含むことができる。さらに、スイッチング層１２０は、第１の酸化物１２２及び第２の酸化物１２４に加えて追加の材料を含むことができる。他の材料の存在は、追加の有益な特性を提供することができる。たとえば、スイッチング層１２０は、酸化ケイ素を有することができ、これによって、該層の特性を向上させることができる。特定の例として、スイッチング層１２０は、第１の酸化物１２２として酸化アルミニウムを含み、第２の酸化物１２４として酸化銅を含み、並びに酸化ケイ素を含むことができる。第１の酸化物１２２、第２の酸化物１２４、及び他の材料の相対的な量を変えることができる。いくつかの例では、第１の酸化物１２２は、スイッチング層１２０の組成の大部分を構成するなどの比較的大きな量で存在することができる。このような例では、第２の酸化物１２４及び他の材料は、スイッチング層１２０の組成の比較的小さな割合を構成しうる。

【0018】

第２の導電層１３０を導電性が比較的高いものとすることができる。第２の導電層１３０を、スイッチング層１２０に電気を伝えるかまたはスイッチング層１２０からの電気を伝えるための第２の電極とすることができる。第２の導電層１３０は、種々の材料を含むことができる。第２の導電層１３０の材料の非限定的な例には、Ｐｔ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｔａ_２Ｎ、ＷＮ_２、ＮｂＮ、ＭｏＮ、ＴｉＳｉ_２、ＴｉＳｉ、Ｔｉ_５Ｓｉ_３、ＴａＳｉ_２、ＷＳｉ_２、ＮｂＳｉ_２、Ｖ_３Ｓｉ、電気的にドープされた多結晶Ｓｉ、電気的にドープされた多結晶Ｇｅ、及びそれらの組み合わせを含めることができる。

【0019】

図２は、酸化物スイッチング層を有するメモリスタを備える例示的なクロスバーアレイ２００を示している。クロスバーアレイ２００は、少なくとも１つの第１の電極２１０、複数の酸化物スイッチング層２２０、及び、少なくとも１つの第２の電極２３０を有することができる。クロスバーアレイ２００を、第１の電極２１０と第２の電極２３０の間に酸化物スイッチング層２２０を構成するための構造とすることができる。そのような構造は、たとえば、クロスバーメモリ構造内の個々のメモリセルとして機能することができる高密度のメモリスタを提供することができる。

【0020】

図１に示されているメモリスタ１００の第１の導電層１１０と同様に、第１の電極２１０は、第１の電極２１０に結合されたスイッチング層２２０に電流などの電気的刺激を伝え、及びスイッチング層２２０からの該電気的刺激を伝える導電材料を有することができる。第１の電極２１０は、第１の導電材料及び第２の導電材料を含む種々の材料を有することができる。複数の酸化物スイッチング層２２０を第１の電極２２０に結合することができ、及び、酸化物スイッチング層２２０の各々は、該第１の導電材料を有する第１の酸化物、及び該第２の導電材料を有する第２の酸化物を含むことができる。いくつかの例では、該第１の酸化物と該第２の酸化物は、該第１の電極２１０の該第１の導電材料の酸化した部分と該第２の導電材料の酸化した部分をそれぞれ含むことができる。さらに、いくつかの例では、該第２の酸化物は、第１の電極２１０の該第２の導電材料の拡散した部分を含むことができる。第２の電極２３０は、酸化物スイッチング層２２０に電流などの電気的刺激を伝え、及び酸化物スイッチング層２２０からの該電気的刺激を伝えることができ、第２の電極２３０を、図１の第２の導電層１３０に類似のものとすることができる。

【0021】

図３は、不揮発性メモリ３１０を有する例示的なプリントヘッド３００を示しており、不揮発性メモリ３１０は、酸化物スイッチング層３２４を有するメモリスタ３２０を備えている。プリントヘッド３００を、文字を集めて保持することができるプリンターや印刷アセンブリでしばしば使用されるコンポーネント（部品などの構成要素）もしくはデバイスとすることができ、該プリントヘッドから文字の画像を印刷媒体に転写することができる。

【0022】

不揮発性メモリ３１０を、任意のタイプのデータを格納するために使用することができる。いくつかの例では、不揮発性メモリ３１０は、インク供給源固有のデータ、インク識別データ、インク特徴データ、及びインク使用状況（たとえばインク使用量）データのうちの１以上を格納することができる。さらにまたは代替として、不揮発性メモリ３１０は、プリントヘッド固有のデータ、プリントヘッド識別データ、保証データ、プリントヘッド特徴データ、プリントヘッド使用状況データ、認証データ、及び偽造防止データ（ＡＣＦ）のうちの１以上を格納することができる。いくつかの例では、プリントヘッド３００の製造時にまたはプリントヘッド３００の動作中に、不揮発性メモリ３１０に書き込むことができる。

【0023】

不揮発性メモリ３１０は、データを格納するための少なくとも１つのメモリスタ３２０を備えることができる。各メモリスタ３２０は、第１の電極３２２及び第２の電極３２６を備えることができる。第１の電極３２２は、第１の導電材料３２２Ａ及び第２の導電材料３２２Ｂを有することができる。酸化物スイッチング層３２４を第１の電極３２２に結合することができる。酸化物スイッチング層３２４は、該酸化物スイッチング層３２４に（たとえばその両端に）加えられるかまたは該酸化物スイッチング層３２４中を通るように加えられる電気的刺激（電流や電圧など）に応じて変化する抵抗値を有することができる。さらに、酸化物スイッチング層３２４は、それ自体の最後の抵抗値を「記憶する」ことができる。詳細に上述したように、酸化物スイッチング層３２４は、第１の導電材料３２２Ａを含む第１の酸化物３２４Ａと第２の導電材料３２２Ｂを含む第２の酸化物３２４Ｂを備えることができる。

【0024】

図４は、酸化物スイッチング層を有するメモリスタを製造するための例示的な方法４００を示すフローチャートである。方法４００は、第１の導電層を形成するためのブロック４２０、該第１の導電層上にスイッチング層を形成するためのブロック４３０、及び、該スイッチング層上に第２の導電層を形成するためのブロック４４０を含むことができる。ここでは、方法４００の実行を、図１のメモリスタ１００を参照して説明するが、方法４００を実施するための、図３のメモリスタ３２０を含む他の適切なメモリスタ構成も明らかである。

【0025】

方法４００は、ブロック４１０から開始してブロック４２０に進むことができ、該ブロック４２０で、第１の導電層１１０が形成される。第１の導電層１１０を、メモリスタ１００を他のコンポーネント（構成要素）に接続する手段として機能することができる電極とすることができる。たとえば、第１の導電層１１０は、メモリスタ１１０をクロスバーアレイのラインに接続することができる。導電層１１０は、第１の導電材料１１２及び第２の導電材料１１４を含むことができ、第２の導電材料１１４は、第１の導電材料１１２よりも高い拡散率を有することができる。第１の導電層１１０を様々な技法によって形成することができる。それらの技法には、イオンビームアシスト蒸着、スパッタリング、原子層堆積（atomic layer deposition）、蒸着、化学気相成長（化学蒸着）、及び物理蒸着を含めることができる。たとえば、第１の導電層１１０を、半導体チップなどのサブストレート（基材）上に堆積させることができる。上述したように、第１の導電層１１０は、種々の材料を有することができる。いくつかの実施例では、第１の導電材料１１２はアルミニウムであり、第２の導電材料１１４は銅である。いくつかの実施例では、第１の導電層１１０はケイ素を含むことができる。

【0026】

方法４００は、第１の導電層１１０を形成した後で、ブロック４３０に進むことができ、該ブロック４３０において、スイッチング層１２０が、第１の導電層１１０上に形成される。スイッチング層１２０は、第１の導電層１１０の第１の導電材料１１２の一部を熱酸化することによって形成された第１の酸化物１２２、及び、第２の導電材料１１４の一部を熱酸化することによって形成された第２の酸化物１２４を含むことができる。たとえば、第１の導電材料１１２の一部が第１の酸化物１２２へと酸化し、及び、第２の導電材料１１４の一部が第２の酸化物１２４へと酸化するように、第１の導電層１１０に対して熱酸化プロセスを実行することによって、スイッチング層１２０を形成することができる。さらに、第１の導電層１１０の追加の材料を酸化させて、スイッチング層１２０の追加の材料を形成することができる。たとえば、第１の導電層１１０を構成するアルミニウム、銅、及びケイ素の一部を酸化させて、酸化アルミニウム、酸化銅、及び酸化ケイ素をそれぞれ形成して、スイッチング層１２０を作製することができる。

【0027】

さらに、いくつかの例では、第２の酸化物１２４は、第２の導電材料１１４の拡散した部分を含むことができる。たとえば、第２の酸化物１２４の一部を、第２の導電材料１１４の一部をスイッチング層１２０中に拡散させることによって形成することができる。たとえば、上記のように熱酸化をした後で、第２の導電材料１１４の一部を、第１の酸化物１２２及び第２の酸化物１２４を含む種々の材料をこの時点ですでに有していることができるスイッチング層１２０中に拡散させることができる。いくつかの例では、スイッチング層１２０中に拡散する第２の導電材料１１４の一部は、酸化して第２の酸化物１２４を形成することができる。

【0028】

方法４００は、スイッチング層１２０を形成した後で、ブロック４４０に進むことができ、該ブロック４４０において、第２の導電層１３０がスイッチング層１２０上に形成される。第１の導電層１１０と同様に、第２の導電材料１２０を、メモリスタ１００を他のコンポーネント（構成要素）に接続する手段として機能することができる電極とすることができる。たとえば、第２の導電層１３０は、メモリスタ１１０をクロスバーアレイのラインに接続することができる。方法４００は、第２の導電層１３０を形成した後で、ブロック４５０に進んで停止することができる。

【0029】

上記では、酸化物スイッチング層を有するメモリスタのいくつかの例が説明されている。本明細書及び／又は図面に記載されているメモリスタは、追加のコンポーネント（構成要素）を含むことができること、及び、それらのメモリスタまたはそれらのメモリスタの用途の範囲から逸脱することなく、本明細書及び／又は図面に記載されているコンポーネントのいくつかを省略もしくは変更できることが理解されるべきである。図面に示されているコンポーネントは一律のスケール（拡大／縮小比）に従わずに描かれており、したがって、それらのコンポーネントは、図面に示されているものとは異なる相対的なサイズを有しうることもまた理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】