METHOD FOR PRODUCING ACTIVE STRUCTURE OF NON-VOLATILE RESISTIVE MEMORY ELEMENT

FIELD: storage devices.SUBSTANCE: invention relates to the technology of information accumulation, to computer technology, in particular to the elements of resistive memory, to the memory elements of electrically reprogrammable permanent storage devices that store information when the power is turne...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: Kamaev Gennadij Nikolaevich, Gismatullin Andrej Andreevich, Gritsenko Vladimir Alekseevich, Volodin Vladimir Alekseevich
Format: Patent
Sprache:eng ; rus
Schlagworte:
Online-Zugang:Volltext bestellen
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
container_end_page
container_issue
container_start_page
container_title
container_volume
creator Kamaev Gennadij Nikolaevich
Gismatullin Andrej Andreevich
Gritsenko Vladimir Alekseevich
Volodin Vladimir Alekseevich
description FIELD: storage devices.SUBSTANCE: invention relates to the technology of information accumulation, to computer technology, in particular to the elements of resistive memory, to the memory elements of electrically reprogrammable permanent storage devices that store information when the power is turned off, and can be used in the creation of memory devices, such as computers, microprocessors, electronic passports, and electronic cards. The method for obtaining the active structure of a non-volatile resistive memory element includes the production of a layer on a substrate that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism, and an active layer that provides the filamentous conduction mechanism, adjacent to each other. The layer that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism is made with the formation of a system of layers consisting of a tunnel-thin layer of a solid dielectric and a dielectric layer with embedded semiconductor nanoclusters with a thickness equal to the diameter of the nanoclusters. A layer of hydrogenated amorphous silicon a-Si:H is precipitated on the substrate. Then, acidification is carried out in the oxygen-containing plasma from the side of its surface, which is accessible to the plasma, leading to the production of a dielectric - non-stoichiometric silicon oxide. Partial acidification is carried out, due to the island growth mechanism, which provides the formation of a system of layers consisting of a tunnel-thin layer of continuous non-stoichiometric silicon oxide and an adjacent layer in the form of a continuous percolation cluster of non-stoichiometric silicon oxide with nanoclusters of an amorphous semiconductor - hydrogenated amorphous silicon a-Si:H with a thickness equal to the diameter of these nanoclusters. After that, the acidification is stopped, which completes the production of the layer that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism. Alternatively, the production is completed by subsequent heat treatment of the system of these layers, leading to the release of hydrogen, the transformation of non-stoichiometric silicon oxide into stoichiometric silicon oxide with the diffusion of an excess of silicon semiconductor atoms to embedded nanoclusters, the transformation of hydrogenated amorphous silicon a-Si:H of nanoclusters into amorphous silicon.EFFEC
format Patent
fullrecord <record><control><sourceid>epo_EVB</sourceid><recordid>TN_cdi_epo_espacenet_RU2749028C1</recordid><sourceformat>XML</sourceformat><sourcesystem>PC</sourcesystem><sourcerecordid>RU2749028C1</sourcerecordid><originalsourceid>FETCH-epo_espacenet_RU2749028C13</originalsourceid><addsrcrecordid>eNqNyrEKwjAQANAsDlL9h_uBQq2CdizpxQaSnFwuBadSJE6ihfr_COIHOL3lrVXwKD11YIjhwtQlbcMZWi12QIjCSUtiBDIQKJQDuVasQ2CMNn6PR098BXToMchGre7TY8nbn4UCg6L7Ms-vMS_zdMvP_B451cdDU9Unvdv_UT7v-y6z</addsrcrecordid><sourcetype>Open Access Repository</sourcetype><iscdi>true</iscdi><recordtype>patent</recordtype></control><display><type>patent</type><title>METHOD FOR PRODUCING ACTIVE STRUCTURE OF NON-VOLATILE RESISTIVE MEMORY ELEMENT</title><source>esp@cenet</source><creator>Kamaev Gennadij Nikolaevich ; Gismatullin Andrej Andreevich ; Gritsenko Vladimir Alekseevich ; Volodin Vladimir Alekseevich</creator><creatorcontrib>Kamaev Gennadij Nikolaevich ; Gismatullin Andrej Andreevich ; Gritsenko Vladimir Alekseevich ; Volodin Vladimir Alekseevich</creatorcontrib><description>FIELD: storage devices.SUBSTANCE: invention relates to the technology of information accumulation, to computer technology, in particular to the elements of resistive memory, to the memory elements of electrically reprogrammable permanent storage devices that store information when the power is turned off, and can be used in the creation of memory devices, such as computers, microprocessors, electronic passports, and electronic cards. The method for obtaining the active structure of a non-volatile resistive memory element includes the production of a layer on a substrate that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism, and an active layer that provides the filamentous conduction mechanism, adjacent to each other. The layer that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism is made with the formation of a system of layers consisting of a tunnel-thin layer of a solid dielectric and a dielectric layer with embedded semiconductor nanoclusters with a thickness equal to the diameter of the nanoclusters. A layer of hydrogenated amorphous silicon a-Si:H is precipitated on the substrate. Then, acidification is carried out in the oxygen-containing plasma from the side of its surface, which is accessible to the plasma, leading to the production of a dielectric - non-stoichiometric silicon oxide. Partial acidification is carried out, due to the island growth mechanism, which provides the formation of a system of layers consisting of a tunnel-thin layer of continuous non-stoichiometric silicon oxide and an adjacent layer in the form of a continuous percolation cluster of non-stoichiometric silicon oxide with nanoclusters of an amorphous semiconductor - hydrogenated amorphous silicon a-Si:H with a thickness equal to the diameter of these nanoclusters. After that, the acidification is stopped, which completes the production of the layer that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism. Alternatively, the production is completed by subsequent heat treatment of the system of these layers, leading to the release of hydrogen, the transformation of non-stoichiometric silicon oxide into stoichiometric silicon oxide with the diffusion of an excess of silicon semiconductor atoms to embedded nanoclusters, the transformation of hydrogenated amorphous silicon a-Si:H of nanoclusters into amorphous silicon.EFFECT: invention provides a reduction in the value of the forming voltage up to reaching zero; prevention of possible failure of the memory element; increasing the stability and repeatability of the characteristics; reducing the switching voltage.6 cl, 5 ex, 3 dwg Изобретение относится к технике накопления информации, к вычислительной технике, в частности к элементам резистивной памяти, к элементам памяти электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств, сохраняющих информацию при отключенном питании, и может быть использовано при создании устройств памяти, например вычислительных машин, микропроцессоров, электронных паспортов, электронных карточек. Способ получения активной структуры элемента энергонезависимой резистивной памяти включает изготовление на подложке примыкающих друг к другу слоя, обеспечивающего формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости, и активного слоя, обеспечивающего филаментарный механизм проводимости. Слой, обеспечивающий формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости, изготавливают с образованием системы слоев в составе туннельно-тонкого слоя сплошного диэлектрика и слоя диэлектрика со встроенными нанокластерами полупроводника толщиной, равной диаметру нанокластеров. На подложку осаждают слой гидрогенизированного аморфного кремния а-Si:H. Затем проводят прокисление в кислородосодержащей плазме со стороны его поверхности, которая доступна для воздействия плазмы, приводящее к получению диэлектрика - нестехиометрического оксида кремния. Осуществляют частичное прокисление, за счет механизма островкового роста обеспечивающее образование системы слоев в составе туннельно-тонкого слоя сплошного нестехиометрического оксида кремния и примыкающего к нему слоя в виде непрерывного перколяционного кластера нестехиометрического оксида кремния со встроенными в него нанокластерами аморфного полупроводника - гидрогенизированного аморфного кремния a-Si:H толщиной, равной диаметру указанных нанокластеров. После этого прокисление прекращают, чем завершают изготовление слоя, обеспечивающего формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости. Либо завершают изготовление последующей термообработкой системы указанных слоев, приводящей к выходу водорода, трансформации нестехиометрического оксида кремния в стехиометрический оксид кремния с диффузией избытка атомов полупроводника - кремния к встроенным нанокластерам, трансформации гидрогенизированного аморфного кремния a-Si:H нанокластеров в аморфный кремний. Изобретение обеспечивает снижение величины напряжения формовки вплоть до достижения нулевого значения; предотвращение возможного выхода из строя элемента памяти; повышение стабильности и повторяемости характеристик; снижение напряжения переключения. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 пр.</description><language>eng ; rus</language><subject>ELECTRICITY ; INFORMATION STORAGE ; PHYSICS ; STATIC STORES</subject><creationdate>2021</creationdate><oa>free_for_read</oa><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><linktohtml>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&amp;date=20210603&amp;DB=EPODOC&amp;CC=RU&amp;NR=2749028C1$$EHTML$$P50$$Gepo$$Hfree_for_read</linktohtml><link.rule.ids>230,309,781,886,25569,76552</link.rule.ids><linktorsrc>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&amp;date=20210603&amp;DB=EPODOC&amp;CC=RU&amp;NR=2749028C1$$EView_record_in_European_Patent_Office$$FView_record_in_$$GEuropean_Patent_Office$$Hfree_for_read</linktorsrc></links><search><creatorcontrib>Kamaev Gennadij Nikolaevich</creatorcontrib><creatorcontrib>Gismatullin Andrej Andreevich</creatorcontrib><creatorcontrib>Gritsenko Vladimir Alekseevich</creatorcontrib><creatorcontrib>Volodin Vladimir Alekseevich</creatorcontrib><title>METHOD FOR PRODUCING ACTIVE STRUCTURE OF NON-VOLATILE RESISTIVE MEMORY ELEMENT</title><description>FIELD: storage devices.SUBSTANCE: invention relates to the technology of information accumulation, to computer technology, in particular to the elements of resistive memory, to the memory elements of electrically reprogrammable permanent storage devices that store information when the power is turned off, and can be used in the creation of memory devices, such as computers, microprocessors, electronic passports, and electronic cards. The method for obtaining the active structure of a non-volatile resistive memory element includes the production of a layer on a substrate that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism, and an active layer that provides the filamentous conduction mechanism, adjacent to each other. The layer that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism is made with the formation of a system of layers consisting of a tunnel-thin layer of a solid dielectric and a dielectric layer with embedded semiconductor nanoclusters with a thickness equal to the diameter of the nanoclusters. A layer of hydrogenated amorphous silicon a-Si:H is precipitated on the substrate. Then, acidification is carried out in the oxygen-containing plasma from the side of its surface, which is accessible to the plasma, leading to the production of a dielectric - non-stoichiometric silicon oxide. Partial acidification is carried out, due to the island growth mechanism, which provides the formation of a system of layers consisting of a tunnel-thin layer of continuous non-stoichiometric silicon oxide and an adjacent layer in the form of a continuous percolation cluster of non-stoichiometric silicon oxide with nanoclusters of an amorphous semiconductor - hydrogenated amorphous silicon a-Si:H with a thickness equal to the diameter of these nanoclusters. After that, the acidification is stopped, which completes the production of the layer that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism. Alternatively, the production is completed by subsequent heat treatment of the system of these layers, leading to the release of hydrogen, the transformation of non-stoichiometric silicon oxide into stoichiometric silicon oxide with the diffusion of an excess of silicon semiconductor atoms to embedded nanoclusters, the transformation of hydrogenated amorphous silicon a-Si:H of nanoclusters into amorphous silicon.EFFECT: invention provides a reduction in the value of the forming voltage up to reaching zero; prevention of possible failure of the memory element; increasing the stability and repeatability of the characteristics; reducing the switching voltage.6 cl, 5 ex, 3 dwg Изобретение относится к технике накопления информации, к вычислительной технике, в частности к элементам резистивной памяти, к элементам памяти электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств, сохраняющих информацию при отключенном питании, и может быть использовано при создании устройств памяти, например вычислительных машин, микропроцессоров, электронных паспортов, электронных карточек. Способ получения активной структуры элемента энергонезависимой резистивной памяти включает изготовление на подложке примыкающих друг к другу слоя, обеспечивающего формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости, и активного слоя, обеспечивающего филаментарный механизм проводимости. Слой, обеспечивающий формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости, изготавливают с образованием системы слоев в составе туннельно-тонкого слоя сплошного диэлектрика и слоя диэлектрика со встроенными нанокластерами полупроводника толщиной, равной диаметру нанокластеров. На подложку осаждают слой гидрогенизированного аморфного кремния а-Si:H. Затем проводят прокисление в кислородосодержащей плазме со стороны его поверхности, которая доступна для воздействия плазмы, приводящее к получению диэлектрика - нестехиометрического оксида кремния. Осуществляют частичное прокисление, за счет механизма островкового роста обеспечивающее образование системы слоев в составе туннельно-тонкого слоя сплошного нестехиометрического оксида кремния и примыкающего к нему слоя в виде непрерывного перколяционного кластера нестехиометрического оксида кремния со встроенными в него нанокластерами аморфного полупроводника - гидрогенизированного аморфного кремния a-Si:H толщиной, равной диаметру указанных нанокластеров. После этого прокисление прекращают, чем завершают изготовление слоя, обеспечивающего формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости. Либо завершают изготовление последующей термообработкой системы указанных слоев, приводящей к выходу водорода, трансформации нестехиометрического оксида кремния в стехиометрический оксид кремния с диффузией избытка атомов полупроводника - кремния к встроенным нанокластерам, трансформации гидрогенизированного аморфного кремния a-Si:H нанокластеров в аморфный кремний. Изобретение обеспечивает снижение величины напряжения формовки вплоть до достижения нулевого значения; предотвращение возможного выхода из строя элемента памяти; повышение стабильности и повторяемости характеристик; снижение напряжения переключения. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 пр.</description><subject>ELECTRICITY</subject><subject>INFORMATION STORAGE</subject><subject>PHYSICS</subject><subject>STATIC STORES</subject><fulltext>true</fulltext><rsrctype>patent</rsrctype><creationdate>2021</creationdate><recordtype>patent</recordtype><sourceid>EVB</sourceid><recordid>eNqNyrEKwjAQANAsDlL9h_uBQq2CdizpxQaSnFwuBadSJE6ihfr_COIHOL3lrVXwKD11YIjhwtQlbcMZWi12QIjCSUtiBDIQKJQDuVasQ2CMNn6PR098BXToMchGre7TY8nbn4UCg6L7Ms-vMS_zdMvP_B451cdDU9Unvdv_UT7v-y6z</recordid><startdate>20210603</startdate><enddate>20210603</enddate><creator>Kamaev Gennadij Nikolaevich</creator><creator>Gismatullin Andrej Andreevich</creator><creator>Gritsenko Vladimir Alekseevich</creator><creator>Volodin Vladimir Alekseevich</creator><scope>EVB</scope></search><sort><creationdate>20210603</creationdate><title>METHOD FOR PRODUCING ACTIVE STRUCTURE OF NON-VOLATILE RESISTIVE MEMORY ELEMENT</title><author>Kamaev Gennadij Nikolaevich ; Gismatullin Andrej Andreevich ; Gritsenko Vladimir Alekseevich ; Volodin Vladimir Alekseevich</author></sort><facets><frbrtype>5</frbrtype><frbrgroupid>cdi_FETCH-epo_espacenet_RU2749028C13</frbrgroupid><rsrctype>patents</rsrctype><prefilter>patents</prefilter><language>eng ; rus</language><creationdate>2021</creationdate><topic>ELECTRICITY</topic><topic>INFORMATION STORAGE</topic><topic>PHYSICS</topic><topic>STATIC STORES</topic><toplevel>online_resources</toplevel><creatorcontrib>Kamaev Gennadij Nikolaevich</creatorcontrib><creatorcontrib>Gismatullin Andrej Andreevich</creatorcontrib><creatorcontrib>Gritsenko Vladimir Alekseevich</creatorcontrib><creatorcontrib>Volodin Vladimir Alekseevich</creatorcontrib><collection>esp@cenet</collection></facets><delivery><delcategory>Remote Search Resource</delcategory><fulltext>fulltext_linktorsrc</fulltext></delivery><addata><au>Kamaev Gennadij Nikolaevich</au><au>Gismatullin Andrej Andreevich</au><au>Gritsenko Vladimir Alekseevich</au><au>Volodin Vladimir Alekseevich</au><format>patent</format><genre>patent</genre><ristype>GEN</ristype><title>METHOD FOR PRODUCING ACTIVE STRUCTURE OF NON-VOLATILE RESISTIVE MEMORY ELEMENT</title><date>2021-06-03</date><risdate>2021</risdate><abstract>FIELD: storage devices.SUBSTANCE: invention relates to the technology of information accumulation, to computer technology, in particular to the elements of resistive memory, to the memory elements of electrically reprogrammable permanent storage devices that store information when the power is turned off, and can be used in the creation of memory devices, such as computers, microprocessors, electronic passports, and electronic cards. The method for obtaining the active structure of a non-volatile resistive memory element includes the production of a layer on a substrate that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism, and an active layer that provides the filamentous conduction mechanism, adjacent to each other. The layer that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism is made with the formation of a system of layers consisting of a tunnel-thin layer of a solid dielectric and a dielectric layer with embedded semiconductor nanoclusters with a thickness equal to the diameter of the nanoclusters. A layer of hydrogenated amorphous silicon a-Si:H is precipitated on the substrate. Then, acidification is carried out in the oxygen-containing plasma from the side of its surface, which is accessible to the plasma, leading to the production of a dielectric - non-stoichiometric silicon oxide. Partial acidification is carried out, due to the island growth mechanism, which provides the formation of a system of layers consisting of a tunnel-thin layer of continuous non-stoichiometric silicon oxide and an adjacent layer in the form of a continuous percolation cluster of non-stoichiometric silicon oxide with nanoclusters of an amorphous semiconductor - hydrogenated amorphous silicon a-Si:H with a thickness equal to the diameter of these nanoclusters. After that, the acidification is stopped, which completes the production of the layer that provides the formation of nanojunctions for the implementation of the filamentous conduction mechanism. Alternatively, the production is completed by subsequent heat treatment of the system of these layers, leading to the release of hydrogen, the transformation of non-stoichiometric silicon oxide into stoichiometric silicon oxide with the diffusion of an excess of silicon semiconductor atoms to embedded nanoclusters, the transformation of hydrogenated amorphous silicon a-Si:H of nanoclusters into amorphous silicon.EFFECT: invention provides a reduction in the value of the forming voltage up to reaching zero; prevention of possible failure of the memory element; increasing the stability and repeatability of the characteristics; reducing the switching voltage.6 cl, 5 ex, 3 dwg Изобретение относится к технике накопления информации, к вычислительной технике, в частности к элементам резистивной памяти, к элементам памяти электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств, сохраняющих информацию при отключенном питании, и может быть использовано при создании устройств памяти, например вычислительных машин, микропроцессоров, электронных паспортов, электронных карточек. Способ получения активной структуры элемента энергонезависимой резистивной памяти включает изготовление на подложке примыкающих друг к другу слоя, обеспечивающего формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости, и активного слоя, обеспечивающего филаментарный механизм проводимости. Слой, обеспечивающий формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости, изготавливают с образованием системы слоев в составе туннельно-тонкого слоя сплошного диэлектрика и слоя диэлектрика со встроенными нанокластерами полупроводника толщиной, равной диаметру нанокластеров. На подложку осаждают слой гидрогенизированного аморфного кремния а-Si:H. Затем проводят прокисление в кислородосодержащей плазме со стороны его поверхности, которая доступна для воздействия плазмы, приводящее к получению диэлектрика - нестехиометрического оксида кремния. Осуществляют частичное прокисление, за счет механизма островкового роста обеспечивающее образование системы слоев в составе туннельно-тонкого слоя сплошного нестехиометрического оксида кремния и примыкающего к нему слоя в виде непрерывного перколяционного кластера нестехиометрического оксида кремния со встроенными в него нанокластерами аморфного полупроводника - гидрогенизированного аморфного кремния a-Si:H толщиной, равной диаметру указанных нанокластеров. После этого прокисление прекращают, чем завершают изготовление слоя, обеспечивающего формирование наноконтактов для реализации филаментарного механизма проводимости. Либо завершают изготовление последующей термообработкой системы указанных слоев, приводящей к выходу водорода, трансформации нестехиометрического оксида кремния в стехиометрический оксид кремния с диффузией избытка атомов полупроводника - кремния к встроенным нанокластерам, трансформации гидрогенизированного аморфного кремния a-Si:H нанокластеров в аморфный кремний. Изобретение обеспечивает снижение величины напряжения формовки вплоть до достижения нулевого значения; предотвращение возможного выхода из строя элемента памяти; повышение стабильности и повторяемости характеристик; снижение напряжения переключения. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 пр.</abstract><oa>free_for_read</oa></addata></record>
fulltext fulltext_linktorsrc
identifier
ispartof
issn
language eng ; rus
recordid cdi_epo_espacenet_RU2749028C1
source esp@cenet
subjects ELECTRICITY
INFORMATION STORAGE
PHYSICS
STATIC STORES
title METHOD FOR PRODUCING ACTIVE STRUCTURE OF NON-VOLATILE RESISTIVE MEMORY ELEMENT
url https://sfx.bib-bvb.de/sfx_tum?ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info:ofi/enc:UTF-8&ctx_tim=2024-12-16T11%3A00%3A20IST&url_ver=Z39.88-2004&url_ctx_fmt=infofi/fmt:kev:mtx:ctx&rfr_id=info:sid/primo.exlibrisgroup.com:primo3-Article-epo_EVB&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:patent&rft.genre=patent&rft.au=Kamaev%20Gennadij%20Nikolaevich&rft.date=2021-06-03&rft_id=info:doi/&rft_dat=%3Cepo_EVB%3ERU2749028C1%3C/epo_EVB%3E%3Curl%3E%3C/url%3E&disable_directlink=true&sfx.directlink=off&sfx.report_link=0&rft_id=info:oai/&rft_id=info:pmid/&rfr_iscdi=true