СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМОГО ЭЛЕМЕНТА ПАМЯТИ

Номер документа 1020150026

РУБРИКА:
18. Технологии

РУБРИКА ГРНТИ:
47.33.37. Приборы функциональной микроэлектроники

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Приборостроение
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2468471
Автор (принявший орган): ФГБОУ "Петрозаводский государственный университет". 185910, РК. г.Петрозаводск, пр. Ленина, 33. директор ООО"Наноскан" Кулдин Н.А (814-2) 71-10-39; e-mail: kuldin@psu.karelia.ru.
Дата: 27.11.2012
Регион: Республика Карелия
Источник информации: http://nanoscan.petrsu.ru/awards.php

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМОГО ЭЛЕМЕНТА ПАМЯТИ

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении двухэлектродных резистивных энергонезависимых элементов запоминающих устройств. Сущность изобретения: способ получения энергонезависимого элемента памяти включает создание нижнего проводящего электрода, буферного изоляционного слоя, слоя, обладающего резистивным переключением, и верхнего проводящего электрода. В способе создают контакт наноразмерного масштаба к слою, обладающему резистивным переключением путем электрической формовки структуры. Буферный изоляционный слой и слой, обладающий резистивным переключением, изготавливают из бинарных оксидов с использованием низкотемпературных методов вакуумного напыления. Наличие контакта наноразмерного масштаба к слою, обладающему резистивным переключением, локализует область переключения. При этом изменяются параметры элемента памяти: увеличивается отношение сопротивлений в низкоомном и высокоомном состоянии, стабилизируются параметры переключения, снижается вероятность деградации структуры, увеличивая общее количество циклов переключения. Технический результат обеспечивается созданием контакта наноразмерного масштаба (менее 50 нм) к слою, обладающему резистивным переключением путем электрической формовки структуры. Буферный изоляционный слой и слой, обладающий резистивным переключением, изготавливают из бинарных оксидов низкотемпературными (менее 350°C) методами вакуумного напыления. В качестве материала слоя, обладающего резистивным переключением, используют нестехиометричные бинарные оксиды переходных металлов TixOy, ZrxOy, HfxOy, VxOy, NbxOy, TaxOy, CrxOy, MoxOy, WxOy или их легированные соединения. В качестве материала буферного слоя используют следующие оксиды с высокой диэлектрической проницаемостью: SiO2, Ta2O5, TiO2, Al2O3, HfO2, Y2O3, La2O3, ZrO2, Gd2O3, Er2O3, Sc2O3, SrTiO3. В качестве материала электродов используют металлы или полупроводники с низким удельным сопротивлением.

 

Перечень фигур

На фиг.1 изображена общая структура ячейки памяти: 1 - верхний проводящий электрод, 2 - слой, обладающий резистивным переключением, 3 – буферный изоляционный слой, 4 - нижний проводящий электрод, 5 - проводящий канал, образующийся в результате электрической формовки.

На фиг.2 изображено переключение в структуре Si-SiO2-V2O5-Au после формовки. Способ получения энергонезависимого элемента памяти представляет собой создание нижних и верхних проводящих электродов, между которыми создается двухслойная структура, представляющая собой: буферный изоляционный слой, граничащий с нижним проводящим электродом, и слой, обладающий резистивным переключением, граничащий с верхним проводящим электродом (см. фиг.1). Все шаги изготовления энергонезависимого элемента памяти проходят с использованием

низкотемпературных методов. Способ получения энергонезависимого элемента памяти: 1. На подложку методами вакуумного напыления наносится нижний электрод состоящий из металла или полупроводника с низким удельным сопротивлением. 2. На нижние электроды наносится буферный слой, состоящий из оксидов с высокой диэлектрической проницаемостью: SiO2, Ta2O5, TiO2, Al2O3, HfO2, Y2O3, La2O3, ZrO2, Gd2O3, Er2O3, Sc2O3, SrTiO3. 3. Далее наносится слой, обладающий резистивным переключением, состоящий из нестехиометричных бинарных оксидов переходных металлов TixOy, ZrxOy, HfxOy, VxOy, NbxOy, TaxOy, CrxOy, MoxOy, WxOy или их легированных соединений. 4. На слой, обладающий резистивным переключением, наносится верхний электрод. В исходном состоянии (ИС) структура находится в состоянии с высоким сопротивлением, определяемым буферным изоляционным слоем. При подаче на верхний проводящий электрод положительного напряжения величиной, достаточной для электрического пробоя буферного изоляционного слоя (в зависимости от его материала и толщины), структура резко (скачкообразно) переходит в состояние с низким сопротивлением. Такой процесс носит название электрической формовки. Напряжение формовки обусловлено электрическим пробоем буферного изоляционного слоя и зависит от материала данного слоя и его толщины.