Тонкопленочный переключательный элемент Советский патент 1982 года по МПК H01L45/00 

1

Изобретение огносигся к полупроводниковой элекгроьшке, в часгносги к созданию и применению приборов с отрицательной проводимостью и может быть использовано в вычислительной технике, телефонной связи и средствах автоматики в качестве коммутаторов, распределителей, а также многофункциональных логических устройств.

Известен тонкопленочный переключающий элемент на структуре металл-диэле- ктршс-металл (МДМ) с тремя и более устойчивыми состояниями, причем пленка диэлектрика (аморфного селена) выполнена в виде пленки меняющейся тол,щины. Действие элемента основано на том, что аморфный селен различной толщины имеет разное сопротивление. При приложении напряжения сначала включается область с меньшей толщиной, а затем включаются последовательно области больших толщин 1.

Недостатком элемента является то, что для получения трехстабильного перекдючателя с памятью следует приготовить трехступенчатое устойство и требуется многократное напыление селена через различные трафареты. Получение устройства в едином технологическом цикле невозможно. Другим недостатком является температурная нестабильность этого элемента, обусловленная тем, что при небольщом повышении то пературы начинается кристаллизация селена и изменение

10 сопротивления толщины селена, что приводит к температурной нестабильности параметров переключения.

Более близким к предлагаемому яв ляется тснкопленочный трехстабильный переключатель с электрической памятью, представляющий собой гетеропереход, полученный последовательным напылением на подогретую подложку двух полупровод20никовых материалов (ZnTe) :i (CdSe), взятых в соотношении 1:4. Металлические электроды выполнены из золота. Толщина каждого слоя О,7-1,Р мк. После 39 напьшения необходима гермобработка течение 1,5-2,0 ч при Недостатками известного устройства являются наличие гистерезиса в вольтамперной характеристике (ВАХ), вызванный большой емкостью структуры, кроме того активная область двухслойна, а также необходимость в золотых электродах и термообр або тке, Цель изобретения - упрощение конструкцик трехстабильного переключателя, обладающего безгистерезисной симметрией. Указанная цель достигается тем, что область полупроводника вьшолнена на основе полукристаллического сплава Л (f SСиБв соотношении (ЗО-4О)Л(2 и {7О6О)% CuS с концентрацией носителей (lO9 to1) см-. На чертеже представлена структура устройства, Элек гроды выполнены или из серебра, или меди, вольфрама и могут располагаться планарно или компланарно. Устрой- ство представляет собой, полученный термическим напылением на ситалловую подлож 8;У|/мегаллические электроды I и 2 и полупроводниковую плешсу 3, то.лщиной 0,9-1,0 мкм.. Концентрация носителей в сульфидах серебра и меди Сначала образец находится в высокоомном состоянии. При достижении напряжением пороговой величины наблюдается первый участок отрицательного сопротивления и элемент переходит на первое проводящее состояние, падение напряжения на нем уменьшается скачком. Дальнейшее увеличение тока через элемент переводит его 234 во второе, более ниэкоомное состчэяние. Оба проводящих состояния при соответствующих токах и напряжениях запоминаются элементом. Действие предлагаемого трехстабильного переключателя обусловлено тем, что 3 запрещенной зоне активного материала сильнолегированного и компенсированного имеется глубоколежашнй уровень, при ионизации которого возникаат первое проводящее состояние Второе более высокопроводящее состояние обусловлено ударной ионизацией и лавинным умножением носителей. Предлагаемое устройство более просто в изготовлении, активная область однослойна, возможна микроминиатюризация, может быть использованно в автоматике в качестве многофункдионного элемента памяти. Формула изобретения Тонкопленочный переключательный элемент, содержащий области металл-пслупроводник-металл, отличающийс я тем, что, с целью повышения термической стабильности, область попупроводНика вьгаолнена на основе поликристаллического сплава/li Q.-CuS в соотношении (ЗО-4О)% (7O-60)%CuS с концентрацией носителей (1О9-109) см . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I, Авторское свидетельство СССР № 288152, кл. G 11 С 11/34, 1969. 2. Дэнси иусин гаккай ромбунси. Trans Dnst Eeeotroh and Commun Japan. 1973, 5-6, № 9, c. 553-554 (прототип).