Способ изготовления переключающего прибора с памятью на основе халькогенидов

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРЕ- КЛОЧАКМРГО ПРИБОРА С ПАМЯТЬЮ НА ОСНОВЕ ХАЛЬКОГЕНИДОВ, имеющего промежуточный высокоомный слой, путем нагрева механического контакта алюминиевого электрода с полупроводниковым халькргенидом в атмосфере кислорода, отличающийся тем, что, с целью обеспечения воспроизводимости электрических параметров и неизменности исходного химического состава полупроводникового халькогеница, промежуточный высокоомный слой создают при нагреве до температуры, не превышающей ЗОО^С и обеспечивающей начало реакции алюмотермии.

С0103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УБЛИН

„„Я0„„450530

А1 (gy)g Н 01 L 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fMHT СССР (21 ) 1 792384/25 (22) 30„05.72 (46) 23.09„91. Бюл. № 35 (72) Г.А. 1Орлова, Л.А. Егорова и И.Д. Гудков (53) 621.382.002 (088 „8) (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛОЧА10ЩЕГО ПРИБОРА С ПАИЯТЬМ НА ОСНОВЕ ХАЛЬКОГЕНИПОВ, имеющего промежуточный высокоомный слой, путем нагрева механического контакта алюИзобретение относится к технологии полупроводниковых приборов и может быть использовано для изготовления переключателей с памятью на основе халькогенндов меди.

Известно, что S-образными вольтамперными характеристиками обладают динисторы, изготовленные на основе монокристаллических полупроводников, и переключатели на основе аморфных высокоомных стеклообразных полупроводников. В случае динисторов S-образность ВАХ достигается наличием нескольких р-и переходов, в стеклообразных полупроводниках — эффектами, протекающими в объеме высокоомного полупроводника, фазовыми переходами.

Выпрямляющие контакты и р-и переходы при изготовлении приборов на основе монокристаллических полупроводников можно получать сплавлением полупроводника с одним или несколькими металлами, диффузией примесей, вытягиванием из расплава, эпитаксией и т.д. миниевого электрода с полупроводниковым халькогенидом в атмосфере кислорода,отличающийся тем, что, с целью обеспечения воспроизводимости электрических параметров и неизменности исходного химического состава полупроводникового халькогенида, промежуточный высокоомный слой создают при нагреве до температуры, не превышающей 300 С о

Ф и обеспечивающей начало реакции алюмотермии.

Все перечисленные методы осуществляются при высокой температуре порядка

600-1200 С. Эффекты переключения и па- С мяти в приборах на основе поликристаллических халькогенидов меди (обладающих сильно дефектной кристалличес- Д Ь кой решеткой и являющихся обычно ве- Q3l ществами переменного химического сос- « ) тава, общей формулы Си » Те(Бе, S) связаны с образованием йриконтакт- ф ного промежуточного высокоомного слоя. «р

Создание такого промежуточного высокоомного приконтактного слоя в приборах на основе -халькогенидов меди перечисленными выше методами невозможно, так как высокая температура изменяет химический и фазовый состав .халькогенидов меди а в результате большой дефектности кристаллической решетки затруднено создание р-и переходов ..

Для воспроизводимости электрических параметров и.неизменности исходного химического состава полупровод-l

450530 никового халькогенида предлагается промежуточный высокоомный слой создавать при нагреве до температуры, не превышающей 300 С и обеспечиваю—

0 щей начало реакции алюмотермии.

При использовании описываемого способа химическую экзотермическую реакцию алюмотермии проводят в приконтактной области между материалом 10 одного из двух электродов и полупроводника, что приводит к образованию промежуточного слоя, химический состав которого определяется условиямй взаимодействия материала электрода и 15 халькогенидного полупроводника в окислительной среде. Количество выделяемого тепла определяется весовыми соотношениями компонентов реакции.

Максимальное количество тепла выце- 20 ляется, если весовые соотношения компонентов равны стехиометрическим, молярным,. При использовании экзотермической реакции алюмотермии для получения промежуточного рабо его слоя 25 механический контакт алюминиевого электрода и полупроводникового халькогенида меди нагревают до температуры "поджига" реакции л 300 С либо о внешним нагревом, либо сочетанием 30 внешнего нагрева с пропусканием электрического тока. Затеи при наличии кислорода начинается вторая стадия реакции алюмотермии — реакция взаимодействия алюминиевого электрода с

-халькогенидом меди,. При этом выделяется большое количество тепла, которое затрачивается на синтез нового химического соединения — промежуточного рабочего слоя; причем реакция синтеза происходит в очень тонком. слое, Предлагаемый способ опробован в лабораторных условиях на примере изготовления переключающих приборов с памятью на основе теллурида меди в дискретном исполнении на 300 образцах. Для изготовления опытных образцов приборов на основе теллурида меди была использована конструкция прибора 1Д508А. Пластину или подложку с

50 пленкой теллурида меди помешали в стеклянный корпус и припаивали к нижнему выводу припоем олово-висмут в среде водорода при 400-450 С в течение 10 мин. В качестве второго (верх5 него) электрода использова.-. и алюминиевую иглу диаметром 0,1 мм (марка алюминия А995Д), принаренную к платинитовому выводу, Для сборки и завнрки прибора корпус с припаянной подложкой закрепляли в вертикальном положении в специальном ус тройстве ТТП

1330. Сверху в корпус вводили электрод с электрохимически заточенной алюминиевой иглой, которую приводили в контакт с теллуридом меди. Контакт контролировали осциллографически.

Затем собранную конструкцию заваривали, т.е. стеклянную бусу, находящуюся на платинитовом выводе, сплавляли со стеклянным баллоном на воздухе с помощью внешней спирали накаливания сварочного станка ТТП 1330. Одновременно с заваркой на контакт алюминиевой иглы с теллуридом меди подавали электрическое напряжение, равное 7 в.

Под действием внешнего нагрева и электрического тока контакт алюминиевой иглы и теллурида меди разогревается до температуры "поджига" экзотермической реакции, которая протекает в окислительной среде, так как стеклянный баллон наполнен воздухом; причем при использовании алюминиевого электрода диаметром 0,1 мм температуо ра поджига составляет 200. С, при диаметре 0,3 мм — 250 С, при диаметр е О, 5 мм — 300 С. В результате реакции выделяется большое количество тепла и образуется тонкий высокоомный слой (R = 10 0 — 10 Ом), состоящий из оксидно-теллурHpíûõ, оксихалькогенидных стекол, окислов и теллуридов алюминия:, Полученный переключатель с памятью обладает вольтамперной характеристикой с двумя устойчивыми состояниями: низкой и высокой проводимости.

Переключатели, изготовленные описываемым способом, обладают эффектом управления по току, т,е, возможностью управлять величиной тока Т путем изменения остаточного тока Т, осуществляемого кратковременным пропусканием через прибор соответствующей величины тока прямого направления (т,)

Описываемый способ изготовления переключающих элементов с памятью на основе халькогенидов меди с промежуточным высокоомным слоем обладает следующими преимуществами: прост и не требует специального оборудования; позволяет получать переключающие элементы с памятью с воспроизводимым электрическими параметрами; реакция образования новых химических

Редактор Е. Гиринская Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Подписное

Тираж

Заказ 3727

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

6 высокоомных соединений проходит в тон- механический контакт алюминиевого ком слое без внешнего подвода высо- электрода с халькогенидным лолупрокой температуры, изменяющей первона- водником может быть осуществлен разчальный химический состав исходного

5 личными способами. халькогенида меди; предварительный