Элемент фотопамяти
ОП КСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДФТФЛЬСТВУ
Ссиоа Советских
Сецианистических ф еспубник (11} 496601
I!
Г.
C (61}Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено09.11.72 (21) 1843732/18-24 (51) М. Кл, Q 11с 11/42 с присоединением эаяаки № -. (23) Приоритет (43) Опублнковано25,12.75,6юлле;ень Ке 47 (45) Дата опубликования описания 12 ОЭ76
Гкудврстввииий кватш
Ффватв Иеветра СССР вв,авлам взвбрвяннк а юткритмк (63} УДК 681.Э27. .66(088.8) (72) АВТорЫ A. F.. Глаубермвн, В. А . Дроздов, М. А. Дроздов и Я. Л. Г1отапенко изобретеиия (71) Заявитель Одесский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет имени И. И. Мечникова (5 4) ЭЛЕМЕНТ ФОТОПАМЯТИ
Изобретение относится к приборам типа элементов фотопамяти для оптоэлектроники, адаптивных систем и кибернетики.
Известны элементы фотопамйти, основанные на сушественном изменении (с остаточ, ной фиксацией) под действием света одного из п рамвтров рабочего вешества прибора:
1 коэффициента прозрачности, проводимости или емкости.. Известные элементы фотона ,:мяти содержет последовательно нанесенные, 1О на диэлектрическую подложку слои провод- ника и диэлектрика, слой полупроводника с
1нанесенными на нем слоем прозрачного про:водника.
Однако эти элементы имеют невысокую И .фоточувствительность и относительно малое время фиксации при комнатной температуре,. ,изме ейного под действием света параметра, рабочего вешества.
Цель изобретений - повышение фоточувстЫ вительности элемента.
Достигается это благодаря тому, что эле-, мент памяти содержит слой эластополимера, например политрифторхлорэтилена, между ..слоями диэлектрика и полупроводника„Слой, .диэлектрика насышен коллоидными частицами
i металла, В структурном отношении элемент фотопамяти представляет собой слоистую пленоч ку гетеросистему (типа Сандвич ), выполненную на диэлектрической подложке (кварц, стекло, слюда, ситалл и т. и.), a следуюшей . последовательности.
Первый вариант. Н а термостой гую диэлектрическую подложку (см. чер. теж ) размером Бх5 мм, предваритель.;HD тшательно очишенную одним из невест .ных способов, при температуре 400оС в ,вакууме 10 6 тор напыляется плотный слой никеля (1 мкм), затем подложка охлаждает= » ся до 300оС и наверх никеля напыляется пленка 1 хлорида натрия {10,1 мкм) мар .ки ОСЧ" посредством термического испарения из молибденовой лодочки при т<мпе:ратуре 1000оС. Она имеет поликристалли, ческую структуру. Следуюшей о"ерацией является насыщение пленки хлорида натрия
|мелкодиспергированным натриевым коллои;дом. Эта вс кнейшая технологическая опера496601 ция осуществляется в результате обработки пленки хлорида натрия потоком атомов, кадмия„который специально возбуждался кв тодным распылением кадмиевого диска (марки КД-1) в атмосфере аргона.
Режим распыления: У 1,5 кв;
2 ма/см2; Р200 мтор. Воздействие атомов кадмия с НйС1 -кристалпитами стимулирует формирование в их структуре коллоидных центров окраски с кваэиметаллическв- )р ми свойства ли. Загем термическим испарением иэ кварцевого тигля, нагретого до
380оС, на поверхность окрашенного хлори» дв натрия (при 20оС) наносится тонкая (300-500 A) пленка эластополимера 2 и, )5 наконец, ниэкоомная (©60 ом/ц ) пленка окиси кадмия (1-2 мкм) наращиваеп:я в процессе квтодного распыления кадмиевого диска в кислородной атмосфере (Ч 2 Йв;
6-8 ма/см2; Р 200 мтор). Техноло- 29 гический цикл завершается нанесением на пленку 3 окиси кадмия.при температуре подложки л. 50оС полупрозрачного алюминиевого омического контакта 4 (термическим испарением с вольфрамовой спирали),,25
Второй вариант. По структурной схеме .принципиально от первого нв отличается. Од нако реализован он на основе иной подборки материалов. Технологический цикл в этом случае начинается от напыления в вакууме Зр 10-6 тор (термическим испарением из танталовой лодочки) на горячую (360оС) диэлектрическую подложку размером S х 5 мм2 плотной пленки меди (ю 1 мкм). Далее сле дует наиболее сложная процедура наслоения. З) ив медный контакт (при температуре 200оС} пленки эакиси меди (щ 0,1 мкм), насыщенной медным колоидом. Эта операция осущест- вляется посредством катодного распыления медного диска (марки MO ) в вргоно--кислородной атмосфере (смесь в пропорции 1/2:
:1/2; Q 1,8-2 кв; J 6-8 мв/см2; Р 200 мтор). Введение медного колоида производится следующим образом. После на-,р споения каждых 200-300 А пленки закиси меди процесс квтодного распыления останавливается, вакуум улучшается до 10 6 тор и термическим распылением из танталовой лодочки нв поверхность Си2О-пленки подпыляется мелкодиспергированный колоид, (рвэмерами 50-100 A) в режиме, обеспечивающем получение нв чистой контрольной подложке коллоидированной медной пленки, четко разрешаемой с помощью электронного микроскопа. В итоге получается требуемый: слой диэлектрика (Си2О) с коплоидной подсистемой медных кластеров. На этот слой,, охлажденный до 20оС, квк и в первом ва,рианте, термическим испарением из квар4 цевого тигля при температуре 400оС и ввкуме в 10-6 тор напыляется тонкея (3000
500 А) пленка эластополимера. И, наконец, термическим испарением иэ графитового тиг. ля (при 900оС) напыляется верхняя пленка сульфида кадмия толщиной nr 5 мкм (температура подложки в это время щ 120оС), обильно легированная индием до сопротивле ния 10 ом/а . Технологический цикл завер-: шается покрытием сульфида кадмия при
120оС полупрозрачным омическим алюми° ниевым контактом (термическим испарением, с фольфрамовой спирали).
С учетом сказанного в дальнейшем ph, ционально будет (только во избежании мном гословности) рассматривать предложенный элемент фотопвмяти как систему, содержю щую последовательно нанесенные на диэлектрическую подложку слои проводника и диэлектрика, слой полупроводника с нанесенным на нем слоем прозрачного проводника, характерную еше и тем, что она содержит слой эластополимера (политрифторхлорэтиленв) между слоями диэлектрика и попупроводника. Слой диэлектрика насыщается коллоидными частицами металла. цикл действия элемента фотопамяти со стоит в следующем. а. Запись светового сигнала происходит по схеме. фотоэмиссия электронов внутри гетероструктуры иэ пленки полупроводника через микропоры в эластополимере на диэлектрик, где они захватываются металлокластерным раствором (каждый кластер является. глубокой электронной ловушкой) и заряжают его отрицательно, тогда как нв пленке полупроводника остается некомпенсированный положительный заряд ионов доноров; в результате возникают электростатические конденсаторные силы, которые сжимают элвстополимер в месте засветки, изменяя мко ть прибора. б. Считы;гение информации осуществляется измерением емкости прибора, которое можно ,осуществлять остропокализоввнно с помощью точечных микрозондов. в. Стирание записанной информации осуществляется приложением к прибору импульса внешнего напряжения по амплитуде, превы шаюшего некоторое критическое значение (для описанных образцов) 10d). Приложен ное поле может быть постоянным, либо пе ременным. Механизм стирания заключается в стимулированном электрическим полем туннелироввнии из металлокластеров захваченных ими при засветке электронов. В результате происходит разрядка структуры и снятие" конденсаторных сил с эпвстополимерной пленки, которая восстанавливает
