Brevet FR2131977A1 — publié le 19721117

La présente invention concerne des dispositifs ayant une résistance bista-ble et, plus particulièrement, les dispositifs qui ont un isolant dopé offrant deux états de résistance stables. Ces quelques dernières années ont vu l'apparition de dispositifs à résistan-5 ce bistable et à effet a'emmagasinage. Ces dispositifs comprennent les dispositifs ovoniques et les chalcogénures de semiconducteurs vitreux ainsi que les oxydes métalliques. De façon générale, les dispositifs montrent deux états de résistance stables qui sont sélectivement adressés par l'application d'impulsions de courant ou de tension. Plus particulièrement, il a été proposé des 10 dispositifs isolants amorphes montrant une résistance bistable et utilisant l'oxyde de niobium avec des électrodes appropriées. L'isolant d'oxyde de niobium a en général une épaisseur de 1300 R tandis que les électrodes ont au moins une épaisseur de 200 L'application d'impulsions bipolaires fait que le dispositif se commute d'un état à résistance faible à un état à résistance élevée. 15 Les résistances bistables, utilisant un isolant amorphe pour leur commuta tion, sont décrits dans les brevets des Etats Unis d'Amérique M°s 3.336.524 et 3.047.424. Les dispositifs isolants décrits dans l'art antérieur nécessitent l'application d'une tension de formation de manière à avoir un état de résistance faible» 20 La tension de formation est a'environ 30 volts pour des films d'oxyde de niabium ayant une épaisseur de 1300 S. De façon générale, une tension alternative redressée ou une tension continue est appliquée au dispositif par une résistance chu-tri ce, la borne positive de la source de tension étant connectée à la contre-électrode. 25 Le procédé de formation ressemble à un percement de l'oxyde de niobium et à conduit à un état de résistance faible généralement inférieur/5 Rilo.ohm. Etant donné que le procédé de formation implique le percement de l'isolant, les dispositifs ainsi produits tendent à avoir des caractéristiques erratiques etr apr conséquent, il est difficile d'obtenir des caractéristiques identiques 30 d'un dispositif à l'autre. Ceci représente un sérieux problème pour la formation d'un reseau puisque le rendement des dispositifs utilisables dans ce réseau va être affecté. En outre, différents dispositifs du réseau peuvent nécessiter différentes tensions de formation pour pouvoir produire les caractéristiques finales requises. 35 Etant donné que l'étape de formation est une opération du type à seuil dans laquelle il est requis un minimum de tension, il n'est pas possible de régler la tension de manière à obtenir chaque fois pour le dispositif une caractéristique finale spécifique. En conséquence, les caractéristiques des dispositifs formés varient d'un dispositif à l'autre, ce qui rend plus difficile la con-40 ception générale du système. 72 06391 2■ 2131977 Outre l'aosence d'une possibilité de reproduction des dispositifs fabriqués en utilisant des tensions de formation, le phénomène dû à l'application de la tension de formation n'est pas Dien compris. Ce manque de compréhension suffisante du procédé a empêché jusqu'ici toute exploitation et tout autre dévelop-5 pement de ces dispositifs. En conséquence, un objet fondamental de la présente invention consiste à fournir une résistance bistable ccmmutable qui puisse être fabriquée sans avoir besoin d'appliquer des tensions de formation. Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un dispositif à 10 résistance bistable commutable qui soit de fabrication facile. Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un dispositif à résistance bistable commutable qui soit plus fiable et qui puisse être fabriqué de façon reproductive. Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un dispositif à 15 résistance bistable commutable qui puisse être fabriqué avec plusieurs caractéristiques variables. Ces résistances bistables commutables ont deux états de résistance stables. Les dispositifs sont fabriqués sans nécessiter l'application d'une tension de formation pour produire l'état de résistance faible. 20 Le support commutable de la résistance est un isolant ayant deux états de résistance stables. L'isolant contient des impuretés qui fournissent des centres de conduction dans l'isolant pour la circulation du courant entre deux contacts électriques situés sur l'isolant. Les impuretés sont présentes suivant un pour- 'ÎB 2*1 centage en poios de 0,05 à 10% 110 - 10 impuretés par cm3i. Ces impuretés 25 sont généralement sélectionnées à partir des éléments de transition de la colonne de droite du groupe 5, et peuvent être Bi, Sb, As, P, ainsi que Ti et W. Un oxyde multivalent est un isolant particulièrement bon pour ces dispositifs. %es électrodes assurent un contact électrique avec l'isolant et peuvent être constitués par de nombreux éléments appropriés tels que les éléments Nb, Ta, Zr, 30 Hf, V» W, Mo, Cr, et Ti. Les métaux nobles, tels que Au,Ag, Pt, et Pd sont également appropriés. Les alliages des métaux de transition avec les impuretés du dopant de l'oxyde sont également appropriés. Les électrodes ont une épaisseur d'environ 200 à 10.000 A. L'épaisseur de l'isolant est de 100-2.500 A et est généralement de l'ordre de 1300 A. 35 Un procédé particulièrement bon pour fournir des isolants dopés ayant la quantité d'impuretés appropriée, est 1'anodisation d'une électrode de base faite dans un alliage mëtastable pour former l'isolant. Un autre procéaé de fabrication du dispositif à résistance utilise une étape de chauffage pour fournir la diffusion des atomes de la contre-électrode dans l'isolant lorsque le chauffage 40 est appliqué à la contre-électrode. Si les impuretés sont déjà présentes dans 72 06391 3 2131977 l'isolant, il peut être fait usage d'une étape de recuit pour les répartir plus uniformément dans l'isolant. Un autre procédé consiste à déposer un isolant et les agents de dopage directement sur l'électrode de base. Etant donné que les dispositifs ainsi formés ne nécessitent pas l'usage 5 de tension de formation, ces dispositifs peuvent être obtenus avec des caracté -ristiques reproductibles. En outre, il y a augmentation du rendement des dispositifs utilisables étant donné que la tension de rupture destructive normalement requise pour la formation, n'est plus nécessaire. Ceci signifie que le rendement des réseaux de résistances commutables est nettement augmenté. 10 Un autre avantage a pour résultat que les résistances bistables commutables de la présente invention ont des gammes de résistance variables suivant la quantité d'impuretés incorporées dans l'isolant. Ceci signifie que la gamme d'impédance des résistances bistables peut s'accorder avec presque tous les circuits externes, tels que des dispositifs à effet de champ et des dispositifs ovoniques 15 qui n'ont pas les mêmes impédances d'entrée. Lors de la fabrication de réseaux de résistances commutables conformément à la présente invention, les caractéristiques de chaque dispositif du réseau peuvent être sensiblement les mêmes étant aonné que le procédé de fabrication n'implique pas l'usage d'une tension qui provoque une rupture ou percement 20 dans chaque dispositif. Plutôt que de nécessiter différentes tensions de rupture pour chaque dispositif, tous les dispositifs d'un réseau vont être formés après la réalisation des étapes de dopage et de dépôt contrôlables. En conséquence, il V est possible d'obtenir des réseaux plus contrôlables et la durée de vie des dispositifs au réseau est accrue. 25 D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente une vue en coupe d'une résistance à état multiple commutable et montre les connexions électriques possibles au dispositif. 30 %a figure 2 représente une vue en coupe o'une résistance commutable utili sant des électrodes particulières et un isolant d'oxyde. La figure 3 représente un graphique du courant en fonction de la tension pour une résistance bistaDle commutable utilisant un isolant dopé. La figure 4 représente une vue en coupe d'un réseau de résistances bista-35 bles commutables conformément à la présente invention. La figure 1 représente une vue en coupe du dispositif ayant un moyen de commutation électrique qui lui est connecté. Le dispositif comprend une base 1Ga et une contre-electroae 10b, toutes aeux étant en contact électrique avec l'isolant 12. bien que la figure représente une structure du type "sandwich; 4G cette structure n'est pas la seule possible; il est seulement nécessaire que 72 06391 4 2131977 les électrodes 10a et 10b soient en contact électrique avec l'isolant 12. Sur la figure 1, le disposistif est placé sur un substrat 14 qui pourrait être, par exemple, un saphir ou un semiconducteur. Une source de tension 16 et une résistance chutrice 18 sont connectées aux 5 électrodes 10a et 10b. La source de tension 16 fournit un train d'impulsions bipolaires 20 utilisé pour commuter le dispositif d'un état rie résistance stable à l'autre. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il est capable d'offrir une résistance bistable sans avoir recours à l'application d'une tension de formation 10 entre les électrodes 10a et 10b. Le support commutable est un isolant dopé 12 qui a des centres de conduction incorporés durant le procédé de fabrication. Les impuretés qui produisent les centres de conduction sont présentes dans l'iso- *16 lant 12 suivant un pourcentage en poids de 0,05 à 10%, correspondant de 10 à 21 10 impuretés par cm3. 15 Les électrodes 10a et 10b ont généralement une épaisseur de 200 à 10.000 R tandis que l'isolant dopé 12 a généralement une épaisseur de 100 à 2500 Â. La figure 2 représente un dispositif isolant dopé ayant une résistance bistable où l'isolant 12 est un oxyde multivalent particulier. L'électrode de base 10a est un alliage métastable de NbBi et la contre-électrode 10b est en 20 Bi. L'oxyde multivalent 12 est formé en tant qu'oxyde natif de la base 10a. La quantité de Bi dans l'oxyde 12 représente un pourcentage en poids de 0,05 à 10% du pourcentage en poids de Nb. Comme le montre la figure 1, le dispositif est préparé sur le substrat 14 par formation des couches successives 10a, 12 et 10b. Les connexions de commu-25 tation électrique ne sont pas représentées sur cette figure étant donné qu'elles sont les mêmes que celles représentées sur la figure 1. Le dispositif de la figure 2 est fabriqué de façon appropriée étant donné que l'isolant 12 est un oxyde natif de la base 10a. Si la base 10a est un alliage contenant l'impureté (dans ce cas Bi) qui doit être incorporée dans l'isolant 30 pour y fournir les centres de conduction, il est très simple d'anodiver la base pour produire un oxyde natif qui va posséder les impuretés suivant la quantité appropriée. La contre-électrode 10b est alors déposée sur l'isolant amorphe 12. Les dispositifs de la présente invention ont un état de résistance faible 35 et un état de résistance élevée après leur fabrication et, en conséquence, ne nécessitent pas l'application d'une tension de formation entre les électrodes 10a et 10b. L'incorporation de certaines impuretés suivant certaines quantités dans l'isolant dopé 12 va éliminer le besoin d'une tension de formation. Les impuretés fournissent des centres de conduction à partir desquels et vers 40 lesquels peuvent circuler les électrons pour établir les états de résistances 72 06391 5 2131977 faible et élevée de l'isolant 12. Les impuretés peuvent être uniformément répar-® ties dans l'isolant 12 ou peuvent être présentes dans plusieurs trajets de conduction entre les électrodes 1ba et 10b. En faisant varier la quantité des impuretés présentes dans l'isolant 12, 5 il va être réalisé différentes classes de dispositifs avec des gammes de résistances différentes, De façon générale, ces dispositifs vont avoir respectivement le même rapport de résistances faible et élevée mais différentes gammes de résistances faible et élevée. Ceci représente un avantage unique étant donné que l'impédance de la résistance commutable peut être façonnée sur d'autres 10 dispositifs du système. Par exemple, étant donné que les dispositifs FET (dispositifs à effet de champ) n'ont pas les mêmes impédances d'entrée et de sortie que les dispositifs ovoniques, il est possiole de fabriquer les résistances commutables de la présente invention de manière à obtenir une coïncidence plus intime de ces résistances avec les circuits utilisant les dispositifs ovoniques 15 ainsi que les dispositifs FET. La nature particulière de l'isolant dopé fournit la propriété de deux états, de résistance stables sans nécessiter une tension de formation. De façon générale, l'isolant 12 possède certaines parties qui sont formées par réduction d'un isolant, et, par conséquent, cet isolant 12 peut avoir plusieurs formules chimi-20 ques. Par exemple, si l'isolant est un oxyde tel que l'oxyde de niobium, il va devenir un oxyde réduit lorsqu'il sera dopé. Des formules telles que Nd^O., i.b„0 , WbO , i«bO, et .'^b„0 (où x représente le degré de non-stiochiométrie, 2 3 2 i. 5-x x Les centres de défauts formés dans l'isolant 12 ne devraient pas se déplacer de façon importante, sous l'application de champs élevés, de manière à maintenir leur répartition relativement uniforme. Ces défauts sont formées dans des emplacements stables de l'isolant. C'est-à-dire, que les centres de 30 défauts qui fournissent les centres de conduction aux électrons se déplaçant entre les électrodes 1Ca et 10b ne devraient pas être perdus par un mouvement excessif aux températures ambiantes. Outre les aesoins mentionnés ci-dessus, l'isolant n'a pas besoin d'être stoïcniométrique. C'est-à-dire, si le pourcentage des impuretés dans l'isolant 35 devient trop grand, le matériau peut devenir un composé isolant qui n'offre pas de résistance bistable. Les agents de Gopage peuvent fournir des électrons supplémentaires dans l'isolant et peuvent créer oes centres qui vont permettre la conduction dans l'isolant. Les centres de conouction doivent être placés suffisamment proches des 40 électrodes de sorte que l'injection de charges au centre de conduction puisse 72 06391 ô 2131977 avoir lieu. C'est-à-dirs, les porteurs de courant (électrons) doivent avoir la possibilité ds pénétrer dans 1'isolant 12 et*de sortir de ce dernier. La répartition uniforme des centres de façon à ce qu'ils soient suffisamment proches des électrodes ve renforcer la probabilité de l'introduction dans l'isolant des porteurs de courant afin d'amorcer le processus de conduction, étant donné que la probabilité dépend de la proximité des centres avec les électrodes et de la ~ grandeur de la barrière de potentiel. De manière à pouvoir faDriquer des dispositifs conformes a l'invention, la trihle suivante donne la liste des matériaux particuliers appropriés à l'électrode de base 10a, à l'isolant dopé commutable 2 et à la contre-électrode 10b. Il est à remarquer que d'autres éléments d'impuretés peuvent être incorporés dans l'isolant 12 de manière à fournir la résistance bistable commutable. Il est seulement nécessaire que les critères donnés ci-dessus soient suivis. Par exemple, l'usage d'impuretés multivalentes supplémentaires est préférable. L'élément d'impureté réduit l'isolant à plusieurs états stables et, partant, forme les centres de conduction localisés. 72 06391 2131977 TABLEAU DES MATERIAUX Electrode de base Support commutable Contre électrode Métaux de transition tels que Mb, Ta, Zr, ■hf, V, Ti, W, Mo, Cr Isolants natifs (tels que les oxydes) plus les éléments de ttansition de la colonne de droite du groupe V, par exemple Bi, Sb, As, P et/ou d'autres éléments, tels que Ti, W suivant *16 une quantité a'impuretés 10 à 21 3 10 impuretés par cm Isolants non-natifs, plus les impuretés mentionnées ci-dessus suivant la quantité spécifiée Tout métal y compris TMb, Ei, Sb, Al, Au, Ag, etc... Semiconducteurs fortement dopés Métaux nobles, tels que Au, Ag, Pt, Pci Isolants non-natifs, plus des additions d'impuretés comprenant les éléments de transition de la colonne de droite du groupe V: Bi, Sa, As, P et/ou d'autres éléments tels que Ti, W, suivant une 'î 8 quantité d'impuretés de 10 21 3 à 10 impuretés/cm Alliages des métaux de Isolants natifs de la base transition avec les tels que les oxydes natifs éléments de transition de la colonne de droite du groupe V, tels que Bi, Sb, As, P et/ou d'autres 72 06391 8 2131977 □'après le tableau donne ci-Gessus, il peut être observe que les éléments de transition et les éléments métalliques nobles fournissent des bases appropriées sur laquelle il peut être procédé à la croissance ou au dépôt des isolants dopés. Il est très approprié d'utiliser les oxydes natifs d'une case dans 5 laquelle sont incorporées les impuretés. En conséquence, l'usage d'un alliage C qui pourrait être métastable ] pour la base 1Ga est préférable. Les additions d'impuretés à l'isolant comprennent les éléments de transition de la colonne de droite du groupe 5 ainsi que d'autres éléments, tels que Ti et W. La contre-électrode 10b peut être tout conducteur approprié qui ne réagit pas avec l'iso-10 lant 12 de manière à affecter ses propriétés commutables. Les éléments appropriés sont, par exemple, Bi, Sb, Al, Au, Nb. Les exemples suivants sont donnés afin d'illustrer la conception d'une résistance bistable appropriée qui ne nécessite pas la tension de formation lors de sa fabrication. 15 Exemple 1 Dispositifs NbBi -NbBi □ - Bi avec x x y et x un pourcentage en poids compris entre 0,05/10% du pourcentage en poids de Nb y n'est pas défini étant donné que l'état d'oxydation exact n'a pas été 20 déterminé. Ces dispositifs ont été réalisés sans avoir recours aux tensions de formation. Le dispositif a été fait en pulvérisant d'abord une électrode cible de Nb sur laquelle est évaporé le Bi pour former l'électrode de base NbBi . Sur ce, la base est anodisée dans une solution d'éthylène glycol de pentaborate d'ammonium 25 pour produire l'isolant qui est un oxyde ayant une épaisseur d'environ 1300 Â. La contre-électrode (Bi) a été alors évaporée sur l'oxyde sur une épaisseur d'environ 4000 A. Durant 1'anodisation, le Bi dans l'électrode de base apparait dans l'oxyde suivant une quantité correspondant à la quantité présente dans l'électrode de 30 base. La quantité de Bi dans la base est déterminée par la quantité de Bi dans la cible à pulvériser pour produire la base. A partir des mesures de la température de transition supraconouctrice (Te) de l'électrode de base, la quantité de Bi présente dans l'électrode peut être déterminée. Les mesures véritables montrent que pour Tc= 6,9°K., la concentration en poids de Bi est de 6,3% ; pour 35 T = S,20K., la concentration en poids de Bi est inférieure à 0,5% ; pour T =4,9°K, c c la concentration en poids de Bi est d'environ 7%. Ces dispositifs présentent un état de résistance élevée supérieure à 12 Kfl. Une commutation réciproque a lieu entre ces deux états de résistance, la transition de l'état de résistance élevée à l'état de résistance faible apparaissant 40 à environ 0,6 volts .tandis que les courants de seuil pour la transition de l'état 72 06391 9 2131977 de résistance faible à l'état de résistance élevée apparaissent à environ 200 pA. Exemple 2 Dispositifs kbSb -NbSb 0 - Sb (où x et y sont les mêmes que ceux de l'exemple x x y _ . 5 1) . Ces dispositifs peuvent être réalisés au moyen des mêmes procédés que ceux utilisés pour faire les dispositifs de l'exemple 1, si ce n'est que Sb est substitué à 5i. En outre, l'électrode de base peut être Nb tandis que la contre-électrode est Sbj le chauffage du dispositif permet aux atomes provenant de la contre électrode (Sb) de se diffuser dans le matériau isolant créant de ce fait 10 les centres de conduction. L'anodisation de la base, que ce soit i\lb ou ÀibSb, est appropriée pour la production de l'isolant o'oxyde bien, mais on pourrait également utiliser l'anodisation par plasma et l'oxydation thermique. Exemple 3 Dispositifs TaBi - TaBi 0 - Bi avec x x y 15 x = de 0,05 à 10% en poids du pourcentage en poids de Ta. Ces dispositifs ne nécessitent pas de tensions de formation. Le procédé de fabrication de ces dispositifs est le même que celui Décrit pour l'exemple 1 si ce n'est que l'électrode cible, qui est en Ta, a reçu du Bi par évaporation. Un pourcentage préférable (en poids) de l'impureté dans l'isolant est d'environ 3 à 7%. 20 La figure 3 représente un graphique ou courant en fonction de la tension de ces résistances bistaoles utilisant un isolant. Le dispositif à résistance a une courbe de résistance élevée 22 et une courbe de résistance faible 24. Lors de l'application d'une tension sur les électrodes 10a et 10b, le dispositif suit initialement la courbe 22 jusqu'à un seuil de tension V , seuil auquel le 25 dispositif se commute sur l'état de résistance faible représentée par la courbe 24. Le dispositif va se maintenir dans cet état jusqu'à ce que soit appliquée urs tension négative de polarité suffisante pour recommuter le dispositif sur l'état de résistance élevée représentée par la courbe 22. Je façon générale, la con-tre-électroae 1Gb est connectée à la borne positive de la source de tension 16 30 lors de la commutation du dispositif de l'état de résistance élevé à l'état de résistance faible et à la borne de tension négative de la source 16 lors de la commutation du dispositif de l'état de résistance faible à l'état de résistance élevé . Le dispositif va fourir cette caractéristique de commutation à la température ambiante et aux températures cryogéniques. Les temps de commutation 35 observés sont respectivement inférieurs à 1 microseconde et à 20 microsecondes pour la commutation de l'état de résistance élevée à l'état de résistance faible et inversement. Les mécanismes exacts de conuuction qui apparaissent sont difficiles à établir précisemment. Ces mécanismes dépendent de l'épaisseur de l'isolant et 40 de la gamme des températures obersée. Il y a un certain nombre de phénomènes 72 06391 2131977 qui contribuent à la conduction électrique, phénomènes tels que les mécanismes à effet tunnel., émission de Schattky, courant limité de charge d'espace, et effet PooIe-FrenKsl, Le mécanisme ds conduction particulier dépend également des matériaux utilisés pour l'électrode. Par exemple, pour des températures élevées (3QG°t'%D , on pense qu'un courant limité de charge d'espace circule dans les isolants épais [environ 1300 A).Pour des tensions élevées [supérieures à 15 volts) et pour des températures faibles (inférieures à 200°K.), les données e/.pÉrimentales semblent indiquer que l'émission de Schottky ou l'effet Poole- FrenKel domine le mecanisme de conduction.Dans l'effet Poole-FrenKel, les électrons pris dans la masse de l'isolant sont excités sous forme de bande de conduction. L'émission de SchottKy ainsi que l'effet Poole-FrenKel ont approximativement des relations courant-tension similaires. De façon générale, les données aux températures basses indiquent que la conduction est plus élevée dans l'effet Poole-FrenKel que dans l'émission de SchottKy. Aux températures inférieures à environ 100°K, la courbe courant-tension devient relativement indépendante de la température. Des tensions plus élevées peuvent être appliquées sans rupture de la jonction. Les mécanismes de conduction particuliers apparaissant pour différents matériaux et pour différentes épaisseurs de l'isolant sont difficiles à déterminer de façon précise et il faut se reporter aux connaissances révélées dans l'art antérieur pour obtenir d'éventuelles explications sur les mécanismes de conduction. Ces mécanismes de conduction déterminent le type de centre d'impuretés ou d'agent de dopage qui est décrit dans cette invention. Ces résistances bistables sont facilement fabriquées en utilisant des procédés classiques. La fabrication oe l'électrode de base 10a est réalisée par des techniques de pulvérisation, d'évaporation, ou toute autre technique appropriée de dépôt sur un substrat, tel qu'un saphir. Dans le cas d'une électrode de base formée dans un alliage, tel que Nb-Ei, la pulvérisation simultanée de ces matSriaux dans des proportions appropriées (0,05-10% en poids de bismuth) va être suffisante pour préparer la base. De même, une électrode cible de niobium peut être préalablement revêtue d'une configuration de points de bismuth} sur ce, ce compose est utilisé comme électrode cible dans un système de pulvérisation à haute fréquence, afin de déposer l'alliage formant l'électrode. Un autre procédé de dépôt de l'allxege formant l'électrode consiste à utiliser l'é-vaporation simultanée des constituants de l'alliage ou tout autre procédé de dépôt simultané approprié. L'isolant dopé 12 peut être préparé suivant de nombreuses façons classiques. Par exemple, 1'anodisation de la base peut être utilisée pour préparer un oxyde natif sur la base. L'impureté de l'isolant peut être diffusée oans l'isolant après sa formation ou peut être présente lors de la formation de l'isolant. Par 72 06391 n 2131977 xemple, dans le cas d'une base faite de Ub-bi, 1'anodisation dans une solution d'éthylène glycol de pentaoorate d'ammonium peut être utilisée pour produire 1 o 21 l'oxyde de niobium contenant du bismuth dans une proportion de 10 à 10 ato-% 3 mes de Bi par cm . L'anodisation à un courant approprié jusqu'à une tension 5 pré-étaDlie va produire un oxyde ayant une épaisseur d'environ 1300 A et qui est bien approprié à ce dispositif. Dans un autre exemple, il peut être fait usage de procédés d'oxydation tels que 1'anodisation par plasma et l'oxydation thermique commandée. Comme cela a été mentionné préalablement, les isolants non natifs sont également appropriés. Par exemple, le dépôt d'un isolant non-10 natif suivi par la diffusion ou l'implantation ionique d'une impureté va suffire En outre, l'isolant peut être déposé simultanément à l'impureté par évaporation simultanée ou par pulvérisation simultanée. Après la formation de l'isolant, il peut être souhaitable de recuire l'isolant à une température élevée pour répartir les atomes de l'impureté dans l'isolant. Il est seulement nécessaire 15 que l'impureté soit présente suivant la quantité décrite et qu'il y ait des trajets de conduction entre l'électrode de base et la contre-électrode. La contre-électrode 10b est deposée sur l'isolant dopé 12 suivant un grand nombre de techniques de dépôt telles que 1'évaporation ou la pulvérisation. Tout moyen classique de dépôt peut être utilisé dans la mesure où le matériau déposé 20 comme contre-électrode ne réagit pas de façon nuisible avec l'isolant au point da changer sa formule ou de rompre ses propriétés de commutation. Dans la mesure où le matériau de la contre-électrode ne réagit pas fortement avec l'isolant au point de changer sa formule chimique, il n'y a pas de mal. Presque tous les conducteurs peuvent être utilisés comme contre-électrode. 25 II existe également d'autres procédés de fabrication. Par exemple, si on souhaite utiliser une électrode de base Nb~Bi, une mince couche de Nb-Ei peut être déposée sur une électrode de base de niobium ou de tout autre matériau approprié. La couche de Mb-Bi devrait être suffisamment épaisse pour fournir un isolant de composé adéquat. S'il est alors souhaité 30 obtenir une couche d'oxyde, le procédé d'oxydation peut se faire en oxydant soit toute la surface, soit seulement la zone de la couche de Nb_Bi. Ensuite, la contre-électrode de bismuth ou de tout autre matériau approprié, est déposée sur l'isolant d'oxyde. La figure 4 représente un réseau intégré de résistances bistables utilisant 35 des électroaes supérieures 10b communes à plusieurs résistances. Cet agencement est approprié pour un réseau de mémoires dans lequel chaque cellule de mémoire comprend une résistance bistable conforme à la présente invention montée en série avec une diode qui empêche tout trajet de fuite durant les opérations de commutation. 40 Tout le réseau est déposé sur un substrat semi-conducteur 26, dans ce cas 72 06391 12 2131977 particulier, une pastille de type P faite par exemple dans du silicium. Les diffusions de type N, 28 sont ensuite faites dans la surface supérieure de la pastille 26. Ces diffusions 28 forment des lignes de commande coordonnées pour le reseau de mémoires. Les diffusions de type P,29 sont ensuite faites dans 5 les diffusions de type [ Les autres lignes du commande agencées de manière a être perpendiculaires aux diffusions 28, sont les contre-électrodes 10b"1, 10b-2 et 10b~3. Chacune 10 des contre-electrodes 1Gb est commune à plusieurs résistances bistables. Cependant, les bases 1 0a sont des dépôts discrets comme le sont les isolants 12. Ceci signifie que dans une même rangée chaque résistance bistable va être électriquement isolée de toutes les autres résistances bistables de cette rangée et des autres résistances des rangées adjacentes. Par exemple, la résistance bistable 15 comprenant la base 1ûa~1, l'isolant 12-1, et la contre-électrode 10b-1 est électriquement isolée des autres résistances bistables de la rangée 1 et est également électriquement isolée des résistances bistables de la rangée 2 telle que la résistance formée par l'électrode de base 10a~2 et la contre-électrode 10b-2. L'isolement entre les résistances est assuré par la couche d'isolement 20 30 [telle que SiO^ ] qui est déposée sur la surface supérieure de la pastille 26. Pour une description détaillée du fonctionnement de ce réseau de mémoires, on peut se reporter à l'article paru dans"IBM Technical Qisclosure Bulletin" et intitulé Nb 0 Memory Cells", Vol.13'. No. 5, Octobre 1970, page 1189. Dans 2 5 la présente description, il est seulement nécessaire de mentionner que les si-25 gnaux électriques sont appliqués aux diffusions de type t\,28 et aux contre-électrodes 10b de manière à commuter les états de résistance des résistances bistables. Il est fait usage d'une technique de sélection par coïncidence dans laquelle l'application coïncidente des impulsions de tension sur l'une quelconque des lignes de commande va commuter la résistance bistable à l'intersection 30 des lignes de commande. Pour une lecture non destructive, la ligne de commande sélectionnée X [par exemple, une diffusion 28} est connectée à une source d'impulsions qui fournit une impulsion de détection qui n'est pas suffisamment grande pour perturber l'un des états de résistance du dispositif de résistances bistables sélection-35 nées. Simultanément, la ligne de commande sélectionnée Y [par exemple, une contre-électrode 10b) est connectée à un amplificateur de détection. Si la résistance bistable sélectionnée se trouve à l'état de résistance faible, il va s'ensuivre une tension de détection élevée [représentant un "1" binaire). Si la cellule de mémoire sélectionnée se trouve dans un état de résistance élevée, 40 il sa s'en suivre une faible chute de tension représentant un "0" binaire. La 72 06391 13 2131977 sélection de toute cellule de mémoire dans le réseau laisse tous les autres trajets au réseau bloqués par au moins une ou plusieurs des dioaes F-N ^diffusion 26, 29) qui sont polarisées dans le sens inverse et en-dessous de leur tension de rupture inverse. 5 II vient d'être décrit un dispositif à résistance bistable commutable qui utilise des isolants dopés comme support de commutation. Etant donné que ces isolants contiennent des centres de conduction formés préalablement, aucune tension de formation n'est requise pour obtenir une caractéristique de résistance bistable oans les dispositifs. Ce fait contraste aves les dispositifs de l'art 10 antérieur qui nécessitent une tension de formation de manière à abaisser l'état de résistance du dispositif à celui nécessaire pour la commutation entre les états de résistance. Le dispositif utilise une grande variété de matériaux pour les électrodes et une grande variété d'isolants pour le support de commutation. Plus particulii-15 rement, les oxydes multivalents ayant des impuretés provenant des éléments de transition de la colonne de droite ou groupe 5 fournissent ae bonnes résistances bistables. De nombreuses techniques peuvent être utilisées pour fabriquer ces résistances.L'invention résiae particulièrement dans la découverte que les impuretés de l'isolant amorphe suivant des quantités prescrites, vont fournir 20 des isolants amorphes ayant des états de résistance commutables sans l'application d'une tension de formation, u'après cette description de l'invention, l'homme de l'art pourra facilement concevoir de nombreux isolants ayant la quantité d'impuretés appropriée pour assurer la commutation. Il reste bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à 25 titre d'exemple non limitatif et que ae nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant au cadre et de la portée de la présente invention. 72 06391 14 2131977 REVENDICATIONS 1.- Dispositif à résistants Distable ayant deux états as résistance stables et pouvant être commuté d'un état de résistance à l'autre par l'application d'impulsions électromagnétiques, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il 5 comprend : un isolant amorphe présentant les deux états de résistance stables, cet isolant comprenant des impuretés sélectionnées à partir du groupe formé essentiellement par Bi, Sb, As, P, Ti et W, la quantité d'impuretés présentes dans 2.- Dispositif à résistance bistable ayant deux états de résistance stables et pouvant être commuté d'un état de résistance à l'autre par l'application d'impulsions de tension, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend: 15 un premier conducteur électrique un support de résistance commutable comprenant un isolant multivalent d'une épaisseur comprise entre 100 et 2500 R dans lequel sont répartis des centres de conduction qui sont suffisamment proches les uns des autres pour assurer un échange d'électrons entre eux, ces centres de conduction étant formés 20 par des impuretés un second conducteur électrique, les premier et second conducteurs électriques étant en contact électrique avec l'isolant. 3.- Dispositif à résistance bistable, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier conducteur électrique dans lequel est répartie au moins une 25 impureté» un matériau isolant qui présente deux états de résistance stables et qui peut être commute d'un état à l'autre par l'application d'impulsions électriques sur le matériau, ce matériau isolant comportant une certaine quantité de la ou des dites impuretés, 30 un second conducteur électrique, les premier et second conducteurs électri ques étant en contact électrique avec ledit matériau isolant. 4.- Dispositif selon les revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que l'isolant a une épaisseur comprise entre 100 et 2500 A. 5.- Dispositif selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que au 72 06391 15 2131977 moins un des dits conducteurs est un alliage contenant une impureté qui est présente dans l'isolant. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérise en ce que le premier conducteur est formé par du ftb, l'isolant est un oxyde 5 de niobium et l'impureté est au bismuth, et en ce que le second conducteur est formé par au Bi. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit isolant est un oxyde. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé 1 Li en ce que les premier et second conducteurs électriques sont des métaux. b.- Dispositif selon les revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que les dites impuretés sont sélectionnées à partir du groupe comprenant essentiellement bi, Sb, As, P, Ti et W. 10.- Dispositif selon les revendications 3 ou 5 caractérisé en ce que la 15 quantité d'impuretés présente dans ledit conducteur est comprise entre 0,05 et 10% en poids du conducteur. 11.- Dispositif selon la revendication 7 prise comme dépendant uniquement de la revendication 2, caractérise en ce que l'oxyde est un oxyda non stoïchio -métrique et les impuretés sont des éléments multivalents, la quantité d'impureté 20 présente dans l'oxyde étant comprise entre 10^ et 1 Li2^ impuretés/cm3. 12.- Dispositif selon la revendication 7 prise comme dépendant uniquement de la revendication 2, caractérisé en ce que le premier conducteur électrique est un alliage de niobium et de bismuth, l'oxyde est un oxyde de niobium et ae bismuth et le seccnd conducteur est cnoisi dans le groupe comprenant le 25 niobium et l'antimoine. 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou &, caractérise en ce que les impuretés sont choisies parmi les éléments de transition de la colonne de drdite du grdupe V de la table périodique, la quantité d'im- 16 21 3 puretés dans l'isolant étant comprise entre 10 et 1ù impuretés/cm , et 3G en ce qu'une source de tension est reliée entre le premier et le second conducteurs, afin d'appliquer des impulsions de tension à l'isolant. 72 06391 16 2131977 14.- Dispositif sslon l'une quelconque ces revendications 1 à 13 caractérisé en ce que les impuretés sont uniformément distribuées dans l'isolant.