Патенты автора Горшков Олег Николаевич (RU)
Изобретение относится к области нанотехнологий, а именно к способам измерения электрофизических параметров филаментов (проводящих нитей) в мемристивных структурах, и может быть использовано для оценки флуктуаций электронного тока в указанных филаментах. Способ оценки флуктуаций электронного тока в филаменте мемристора включает измерение фликкерной компоненты частотного спектра низкочастотного шума электронного тока в филаменте мемристора в низком резистивном состоянии с помощью измерителя тока, обеспечивающего локальное измерение на участке выхода филамента на поверхность одного из электродов мемристора и определение флуктуаций электронного тока, обусловленных случайными скачками ионов кислорода и задающих стабильность работы мемристора, характеризующийся тем, что измерение указанной фликкерной компоненты Sф(f)=Aф/fα осуществляют по двум её параметрам – высоте Aф и форме α, при этом одновременно производят с помощью дополнительного измерительного блока в указанном измерителе тока измерение сопротивления R филамента мемристора по постоянному току в низком резистивном состоянии, которое используют для определения числа ионов кислорода М, осуществляющих случайные скачки между соседними междоузлиями в филаменте мемристора, методом пропорционального сравнения указанного сопротивления R, соответствующего числу ионов кислорода М, с расчётным сопротивлением R0 филамента мемристора, соответствующим заполнению ионами кислорода всех ML ячеек кристаллической решётки мемристора в филаменте мемристора, с определением сопротивления филамента мемристора и числа ML указанных ячеек по приведённым исходным формулам. На основе полученных указанным образом двух параметров фликкерной компоненты – высоты Aф и формы α, а также числа ионов кислорода М определяют искомые флуктуации электронного тока в филаменте мемристора, выражаемые среднеквадратичной величиной i0 скачков указанного тока по приведённой итоговой формуле. Изобретение обеспечивает повышение эффективности оценки флуктуаций электронного тока за счёт определения среднеквадратической величины случайных скачков электронного тока на основе апробированных методов измерений с высокой разрешающей способностью и простотой их реализации, расширение диагностических возможностей в предлагаемом способе в объёме оценки микроструктуры флуктуаций указанного электронного тока. 4 ил.
Устройство для переключения мемристора // 2744246
Изобретение относится к технологии эксплуатации мемристора с диэлектрической структурой, расположенной между его двумя электродами, обладающей резистивной памятью и обеспечивающей филаментарный механизм переключения мемристора, и может быть использовано для стабильного переключения такого мемристора за счет автоматической подстройки формы и длительности импульсов напряжения, переключающих мемристор в высокоомное или низкоомное состояние. Предлагается устройство для переключения мемристора, содержащее два источника постоянного напряжения, с противоположной друг к другу полярностью, два реостата, два резистивных делителя и два дифференциальных усилителя напряжения, образующие по одному две группы элементов для переключения мемристора в высокоомное или низкоомное состояние. Причем в каждой указанной группе реостат соединен своим входом с источником постоянного напряжения, своим выходом с первым электродом мемристора и управляющим входом с выходом дифференциального усилителя напряжения, а резистивный делитель соединен своими первым входом с источником постоянного напряжения и вторым входом с землей и своим выходом с инвертирующим входом дифференциального усилителя. При этом ко второму электроду мемристора подсоединен резистор, образующий с мемристором, выполняющим функцию второго резистивного плеча, дополнительный резистивный делитель, выход которого подключен к неинвертирующим входам обоих дифференциальных усилителей в указанных группах, входящие в состав обоих резистивных делителей в указанных группах резисторы с их подключением к соответствующим источникам постоянного напряжения имеют сопротивления, равные сопротивлениям мемристора в высокоомном или низкоомном состоянии, а оба реостата имеют настройку своих граничных величин сопротивления больше величины сопротивления мемристора в высокоомном состоянии и меньше величины сопротивления мемристора в низкоомном состоянии. Изобретение обеспечивает формирование устройства для автоматического переключения мемристора, характеризующееся стабильным его переводом (независящим от напряжения питания и предыстории работы мемристора) в высокоомное или низкоомное состояние. 2 ил.
Группа изобретений относится к технологии эксплуатации мемристора с диэлектрической структурой, расположенной между его двумя электродами, обладающей резистивной памятью и обеспечивающей филаментарный механизм переключения мемристора, и может быть использована для управления стабильной работой такого мемристора за счет автоматической подстройки длительности импульсов напряжения, переключающих мемристор в высокоомное или низкоомное состояние. Технический результат предлагаемой группы изобретений -разработка оптимального способа управления работой мемристора, заключающейся в стабильном переводе его в высокоомное или низкоомное состояние, и повышенного по технологичности обеспечения стабильной работы мемристора устройства для его переключения, характеризующегося сочетанием измерения текущей величины сопротивления мемристора и сравнения ее с задаваемыми аналоговыми величинами сопротивления мемристора в высокоомном или низкоомном состоянии, одновременной подачи импульса напряжения с постоянной амплитудой для переключения мемристора без зависимости от стабильности источника постоянного напряжения, а также от предыстории работы мемристора и упрощения схемотехнической реализации устройства для осуществления предлагаемого способа на основе снижения резистивной стохастичности мемристора при его переключениях. Для достижения указанного технического результата предлагается способ управления работой мемристора, включающий измерение текущей величины сопротивления мемристора, сравнение ее с задаваемыми величинами сопротивления мемристора в высокоомном или низкоомном состоянии и одновременная с указанными операциями подача на мемристор импульса напряжения с постоянной по величине амплитудой, достаточной для его переключения, полярностью, соответствующей направлению переключения, и длительностью, определяемой временем действия указанного импульса до наступления момента, по меньшей мере, равенства измеряемого текущего сопротивления мемристора с задаваемыми величинами сопротивления мемристора в высокоомном или низкоомном состоянии для обеспечения в этот момент переключения мемристора в одно из указанных состояний. Для регулирования импульсов напряжения в соответствии с изложенным выше способом, подаваемых на мемристор для его переключения, в автоматическом режиме согласно изобретению предлагается устройство для управления работой мемристора, содержащее два источника постоянного напряжения с противоположной друг к другу полярностью, два ключа, два резистивных делителя и два компаратора, образующие по одному две группы элементов для переключения мемристора в высокоомное или низкоомное состояние. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Использование: для оценки энергий активации диффузии ионов кислорода внутри указанных филаментов. Сущность изобретения заключается в том, что способ оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора путем определения вероятностного распределения указанных энергий активации, задающих режим работы мемристора, характеризуется тем, что измеряют спектральную плотность мощности (СПМ) SI(f) низкочастотного (НЧ) шума тока мемристора в низком резистивном состоянии (НРС) с помощью измерителя тока, обеспечивающего локальное измерение на участке выхода филамента на поверхность одного из электродов мемристора, и анализатора спектра при фиксированной температуре, в указанной СПМ выделяют фликкерную компоненту SFit(f)~1/fγ, характеризующуюся параметром формы спектра γ, и на основе указанного параметра формы спектра γ определяют искомое вероятностное распределение энергий активации диффузии ионов кислорода Еа, выражаемое плотностью вероятности (ПВ) указанных энергий WE(Ea), рассчитываемой по определенной формуле. Технический результат: обеспечение возможности повышения эффективности оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Использование: для изготовления мемристоров с диэлектрической структурой. Сущность изобретения заключается в том, что предложен способ изготовления мемристора путем формирования расположенной между двумя электродами диэлектрической структуры, содержащей обеспечивающий филаментарный механизм переключения слой диоксида циркония и обладающей резистивной памятью, работу которой стабилизируют в результате введения в указанную диэлектрическую структуру наноконцентраторов электрического поля, для совмещения введения наноконцентраторов электрического поля с процессом формирования упомянутой диэлектрической структуры и усиления в ней при резистивном переключении потока ионов кислорода на поверхности одного из электродов, изготовленного из нитрида титана, последовательно формируют слой оксида тантала и слой диоксида циркония, стабилизированного иттрием, с использованием магнетронного распыления, причем при осаждении на указанный электрод оксида тантала, сопровождаемом частичным замещением атомов азота на атомы кислорода, формируют на поверхности этого электрода промежуточный интерфейсный слой диоксида титана и в участках указанного интерфейсного слоя и осаждаемого слоя оксида тантала, прилежащих к поверхностной границе их раздела, образуемые при этом наноконцентраторы электрического поля в виде нанокристаллических включений тантала. Технический результат: обеспечение возможности оптимального сочетания повышенной технологичности изготовления указанного мемристора и стабилизации работы резистивной памяти мемристора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ МЕМРИСТИВНОЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК-ПОЛУПРОВОДНИК // 2706197
Использование: для создания запоминающих и потребляющих малую мощность интегральных схем энергонезависимой памяти. Сущность изобретения заключается в том, что способ управления работой мемристивной конденсаторной структуры металл-диэлектрик-полупроводник, в котором диэлектрик и полупроводник включены последовательно по отношению друг к другу, при этом диэлектрик выполнен из не светочувствительного материала, а полупроводниковая подложка выполнена из светочувствительного материала, содержащего легирующую примесь в концентрациях 1015÷1017 см-3, обеспечивающего соизмеримость емкостей или проводимостей диэлектрика и области пространственного заряда полупроводника и отсутствие фиксации уровня Ферми на границе раздела диэлектрика и полупроводника, содержит регулирование напряженности электрического поля и величины тока в диэлектрике при его формовке и переключении за счет изменения сопротивления полупроводниковой подложки из-за изменения емкости и проводимости области пространственного заряда в полупроводнике с помощью освещения светом высокой интенсивности 1018÷1021 фотонов/см2⋅с структур со стороны металлического электрода и диэлектрика в области собственной фоточувствительности обкладки полупроводника. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения напряжений формовки и переключения, расширения предела сопротивлений в низкоомном и высокоомном состояниях, расширения спектрального режима работы за счет полупроводника, снижения вероятности ошибки при считывании состояния мемристора. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.
СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ФОТОЛИТОГРАФИИ // 2610843
Изобретение относится к взрывной фотолитографической технологии и может быть использовано, когда получение рабочего рисунка из активного материала (металла или полупроводника) методами избирательного химического или плазмохимического травления через фоторезистную маску затруднено или нецелесообразно в связи с повышенной химической стойкостью к травлению активного материала. Предложен способ взрывной литографии, включающий нанесение на подложку слоя полимерного фоторезиста и его сушку, избирательное облучение слоя фоторезиста, получение путем проявления и сушки резистной маски с изображением, обратным по отношению к рабочему рисунку, нанесение в высокотемпературных условиях на всю поверхность подложки и сформированной на ней резистной маски слоя активного материала с последующим удалением резистной маски с нанесенным на нее слоем активного материала, путем растворения полимерного фоторезиста, расположенного под слоем активного материала, причем растворение полимерного фоторезиста сопровождается его набуханием и образованием рабочего рисунка из оставшегося нанесенного на поверхность подложки слоя активного материала. Для обеспечения высокотемпературной формостойкости и термостойкости резистной маски в исходный полимерный фоторезист, изготовленный из фенолформальдегидной смолы и производного ортонафтохинондиазида, вводят добавку полигидроксилсодержащего соединения, выбранного из глицерина и полиэтиленгликоля с молекулярной массой от 380 до 650 единиц, в количестве 1-11% от массы производного ортонафтохинондиазида. Технический результат - повышение эффективности взрывной фотолитографии за счет повышения ее технологичности. 2 з.п. ф-лы, 10 табл., 2 пр.
Изобретение относится к технологии изготовления резистных масок в производстве микросхем, в частности изготовления резистных масок с расширенным диапазоном разрешения изображений. Технический результат изобретения - разработка способа изготовления резистной маски позитивного типа с расширенным диапазоном разрешения изображения. Для достижения указанного технического результата в способе изготовления резистной маски с расширенным диапазоном разрешения изображения, включающем на первом этапе формирование в нанесенном позитивном фоторезисте участков резистной маски с низким разрешением изображения методом фотолитографии и на втором этапе получение на сохраненных от облучения светом при осуществлении фотолитографии участках указанного фоторезиста элементов резистной маски с высоким разрешением изображения методом избирательного механического удаления слоя фоторезиста посредством зонда атомно-силового микроскопа, на втором этапе на участках позитивного фоторезиста, предназначенных для получения элементов резистной маски с высоким разрешением изображения, в местах расположения пробельных фрагментов указанных элементов формируют с помощью зонда атомно-силового микроскопа узкие выемки с высоким разрешением под указанные фрагменты, после чего для увеличения размеров этих выемок до требуемых размеров указанных пробельных фрагментов проводят экспонирование светом всей поверхности резистной маски с дозой облучения, приводящей к увеличению растворимости позитивного фоторезиста без превышения ее нижней пороговой величины в интервале растворимостей, задаваемом технологическим процессом на первом этапе, и последующее проявление элементов резистной маски с высоким разрешением изображения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области нанотехнологий, а именно к способам измерения параметров наноструктур, и может быть использовано при определении электрофизических параметров конденсаторной структуры мемристора, характеризующих процесс формовки. Способ определения электрофизических параметров конденсаторной структуры мемристора, характеризующих процесс формовки, включает измерение вольт-амперных и импедансных характеристик. Новым является то, что выбирают мемристоры в виде конденсаторов металл - диэлектрик - полупроводник с соизмеримыми емкостями диэлектрика и области пространственного заряда полупроводника, и с отсутствием фиксации (пиннинга) уровня Ферми на этой границе раздела; для этих структур дополнительно измеряют спектральную характеристику конденсаторной фотоЭДС; из измеренных характеристик определяют электрофизические параметры структур, которые характеризуют происходящие при формовке изменения как в диэлектрике, так и на границе раздела диэлектрик/полупроводник и в полупроводнике: захват носителей заряда поверхностными состояниями на границе раздела диэлектрик/полупроводник, перемещение ионов, электрохимические реакции, дефектообразование. Изобретение обеспечивает расширение диагностических возможностей измерения характеристик и повышение степени прогнозирования электрофизических параметров мемристоров в виде МДП-конденсаторов для оптимизации технологии их изготовления при их разработке, кроме того, изобретение расширяет арсенал методов измерительной технологии в актуальной области изготовления мемристоров, являющихся основой нового поколения устройств энергонезависимой памяти. 1 з.п. ф-лы, , 4 ил.
Изобретение относится к области прецизионной наноэлектроники. Способ контролируемого роста квантовых точек (КТ) из коллоидного золота в системе совмещенного АСМ/СТМ заключается в выращивании КТ при отрицательном приложенном напряжении между иглой кантилевера совмещенного АСМ/СТМ и проводящей подложкой, причем в процессе роста КТ периодически переключают полярность внешнего напряжения с отрицательной на положительную и фиксируют единичный пик на туннельной ВАХ при определенном значении приложенного напряжения из диапазона значений от 1 до 5 В. Рост КТ завершается, когда единичный пик наблюдается при том же значении приложенного напряжения, что и для контрольной КТ заданного размера. Технический результат - обеспечение прецизионного контроля размеров КТ. 3 ил.
