BE1007865A3 - Tunnel schakelelement met verschillende blijvende schakeltoestanden. - Google Patents

Tunnel schakelelement met verschillende blijvende schakeltoestanden. Download PDF

Info

Publication number
BE1007865A3
BE1007865A3 BE9301369A BE9301369A BE1007865A3 BE 1007865 A3 BE1007865 A3 BE 1007865A3 BE 9301369 A BE9301369 A BE 9301369A BE 9301369 A BE9301369 A BE 9301369A BE 1007865 A3 BE1007865 A3 BE 1007865A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
dielectric
switching element
switching
electrode
ferroelectric
Prior art date
Application number
BE9301369A
Other languages
English (en)
Inventor
Ronald M Wolf
Paulus W M Blom
Marcellinus P C M Krijn
Original Assignee
Philips Electronics Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Electronics Nv filed Critical Philips Electronics Nv
Priority to BE9301369A priority Critical patent/BE1007865A3/nl
Priority to DE69428577T priority patent/DE69428577T2/de
Priority to EP94203528A priority patent/EP0657936B1/en
Priority to KR1019940033406A priority patent/KR950021729A/ko
Priority to JP30643494A priority patent/JP3950179B2/ja
Priority to CN94113094A priority patent/CN1041364C/zh
Priority to US08/353,844 priority patent/US5541422A/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1007865A3 publication Critical patent/BE1007865A3/nl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861Diodes
    • H01L29/88Tunnel-effect diodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/36Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using diodes, e.g. as threshold elements, i.e. diodes assuming a stable ON-stage when driven above their threshold (S- or N-characteristic)
    • G11C11/38Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using diodes, e.g. as threshold elements, i.e. diodes assuming a stable ON-stage when driven above their threshold (S- or N-characteristic) using tunnel diodes
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5657Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using ferroelectric storage elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/55Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/0895Tunnel injectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51Insulating materials associated therewith
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20Multistable switching devices, e.g. memristors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/821Device geometry
    • H10N70/826Device geometry adapted for essentially vertical current flow, e.g. sandwich or pillar type devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881Switching materials
    • H10N70/883Oxides or nitrides
    • H10N70/8836Complex metal oxides, e.g. perovskites, spinels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een schakelelement voorzien van twee elektrodes (1,2) in de vorm van praktisch evenwijdige platen met daartussen een isolerend diëlectricum (3), dat een barrière met een barrièrehoogte voor elektronen vormt, waarbij het diëlectricum (3) een zodanige dikte heeft, dat elektronen door de barrière van de ene naar de andere elektrode kunnen tunnelen. Een dergelijk schakelelement heeft als bezwaar, dat het schakelelement geen geheugen heeft. In veel toepassingen is het gewenst dat het schakelelement een bepaalde schakeltoestand als open/dicht vasthoudt. Volgens de uitvinding heeft het schakelelement als kenmerk, dat het diëlectricum (3) een ferroëlektrisch materiaal omvat met een remanente polarisatie, die de barrièrehoogte beïnvloedt. Hierdoor is bereikt, dat het schakelelement afhankelijk van de remanente polarisatie van het diëlectricum (3) verschillende schakeltoestanden heeft. De schakeltoestand wordt vastgehouden tot dat de polarisatie van het diëlectricum (3) verandert.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Tunnel schakelelement met verschillende blijvende schakeltoestanden 
 EMI1.1 
 De uitvinding heeft betrekking op een schakelelement voorzien van twee elektrodes in de vorm van praktisch evenwijdige platen met daartussen een isolerend dielectricum, dat een barrière met een barrièrehoogte voor elektronen vormt, waarbij het dielectricum een zodanige dikte heeft, dat elektronen door de barrière van de ene naar de andere elektrode kunnen tunnelen. De uitvinding heeft ook betrekking op een geheugenelement. 



  Een dergelijke element is bekend uit : of semiconductor devices, chapter 9 Tunnel devices. Het schakelelement is ook bekend als MIM ("metalinsulator-metal") of MIS ("metal-insulator-semiconductor") diode, waarbij onder "metal" goed geleidend materiaal wordt verstaan. Dergelijke schakelelementen zijn zeer geschikt voor gebruik bij hoge frequenties. 



  Het bekende, beschreven schakelelement heeft als bezwaar, dat het schakelelement geen geheugen heeft. In veel toepassingen is het gewenst dat het schakelelement een bepaalde schakeltoestand als open/dicht vasthoudt. 



  Met de uitvinding wordt onder meer beoogd, genoemd bezwaar te ondervangen. 



  Daartoe heeft de inrichting, volgens de uitvinding, als kenmerk, dat het diëlectrieum een ferroelektrisch materiaal omvat met een remanente polarisatie, die de barrierehoogte beinvloedt. 



  Hierdoor is bereikt, dat het schakelelement afhankelijk van de remanente polarisatie van het diëlectrieum verschillende schakeltoestanden heeft. De grootte en de richting van de polarisatie beinvloeden de barrièrehoogte of met andere woorden, de vorm van de barrière wordt gewijzigd door de remanente polarisatie van het ferroëlektrische dielectricum. Bij een bepaalde spanning op de elektrodes kunnen dan afhankelijk 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 van de barrièrehoogte meer of minder electronen door het   diëlectrieum   tunnelen en kan er dus meer of minder tunnelstroom door het schakelelement lopen. Het schakelelement kent dus verschillende schakeltoestanden.

   Het ferroelektrische   diëleetrieum   kan van een polarisatietoestand in een andere geschakeld worden door over het dielectricum een zodanige spanning te zetten, dat in het diëlectricum een elektrisch schakelveld van het ferroelektrische materiaal bereikt wordt. De schakeltoestand wordt vastgehouden totdat de polarisatietoestand van het dielectricum verandert. 



   De dikte van het dielectricum kan relatief groot zijn indien zieh in het   diëlectrieum   zogenaamde "traps" bevinden, via welke electronen door het   diëlectricum   kunnen tunnelen ("trap assisted tunneling"). Een dergelijk dielectricum is echter lastig te fabriceren. Bij voorkeur wordt de dikte van het   diëleetrieum   kleiner dan 100 A genomen. Het tunnelen van elektronen door het   diëlectrieum   is dan bij relatief lage spanningen zonder hulp   van "traps" mogelijk.   



   De remanente polarisatie in een ferroelektrisch materiaal kan verschillende groottes in verschillende richtingen hebben afhankelijk van de struktuur van het   diëlectrieum.   De grootte en de richting van de remanente polarisatie versterken of verzwakken de invloed van een tussen de elektrodes aan te leggen elektrisch veld en beinvloeden zo de   barrièrehoogte   en de tunnelstroom. Bij voorkeur is de richting van een grootste component van de remanente polarisatie praktisch loodrecht op de platen. 



  Wanneer nu over de elektrodes een spanning gezet wordt, dan is de richting van deze grootste component van de remanente polarisatie parallel of antiparallel aan het elektrische veld tussen de elektrodes. Het effect van de polarisatie op de hoogte en de breedte van de barrière is dan het grootst. Een dergelijk materiaal wordt verkregen als het ferroelektrische   diëlectrieum   epitaxiaal is aangebracht op een elektrode van een metallisch geleidend oxyde. De groeirichting van het ferroelektrische   diëlectrieum   wordt dan zo gekozen, dat een voorkeurspolarisatie as van het ferroelektrische materiaal, die aangeeft hoe de grootste component van de remanente polarisatie staat, praktisch loodrecht op de platen staat.

   Het   diëlectrieum   heeft dan een zodanige structuur dat de remanente polarisatie qua grootte maximaal is, terwijl de richting van de polarisatie evenwijdig is aan het aan te leggen elektrische veld tussen de elektrodes. De metallisch geleidende oxydelagen omvatten bijvoorbeeld bekende materialen als lanthaanstrontiumcobaltoxyde, strontiumruthenaat, strontiumvanadaat of indium gedoopt tinoxyde. De elektrode van metallisch geleidend oxyde en het ferroelektrische dielectricum worden 

 <Desc/Clms Page number 3> 

   m. b. v.   standaard technieken als gepulste laser depositie (PLD), "sputtering", "molecular beam epitaxy"   (MBE)     of"metal organic chemical   vapour deposition" (MOCVD) aangebracht. De materialen kunnen op een niet-kristallijne ondergrond worden aangebracht.

   Bij voorkeur echter is de metallisch geleidende elektrode aangebracht op een monokristallijn substraat. De   monokristallijne   substraten hebben bij voorkeur een redelijke roosterpassing (+-10%) t. o. v. de gebruikte geleidende oxyden en het ferroelektrische   dielectricum.   Het is dan relatief eenvoudig epitaxiaal een ferroelektrisch   diëlectrieum   aan te brengen. Als monokristallijn substraat kan bijvoorbeeld strontiumtitanaat, magnesiumoxyde, magnesiumaluminiumoxyde of lithiumniobaat gebruikt worden. 



  Maar ook substraten van silicium of galliumarseen kunnen met geschikte bufferlagen als bijvoorbeeld Pr6011 of   CeO   gebruikt worden. 



   In een verdere uitvoeringsvorm omvat het dielectricum twee of meer ferroëlektrische materialen, die bij verschillende elektrische schakelvelden de richting van hun remanente polarisatie veranderen. Het schakelelement heeft dan meer dan twee schakeltoestanden. Het   diëlectrieum   kan bijvoorbeeld in de vorm van twee lagen met verschillende ferroelektrische eigenschappen op een eerste elektrode zijn aangegroeid. 



  Op deze lagen is dan een tweede elektrode aangebracht. 



   In een verdere uitvoeringsvorm omvat het schakelelement een elektrode, waarop een ferroelektrisch dielectricum met elektrode meer dan één keer is aangebracht, zodat het schakelelement een aantal in serie geschakelde elementen omvat. Het schakelelement heeft dan een struktuur volgens   M (FM) n, waarbij   M een elektrode voorstelt, F een   ferroëlektrisch diëlectrieum   en de index n aangeeft dat de combinatie (FM), die het ferroelektrische   dielectricum   F en de elektrode M omvat, n keer herhaald wordt, zodat een serieschakeling van elementen MFM ontstaat. Hierbij hoeft het   diëlectrieum   niet steeds dezelfde dikte te hebben.

   Aangezien het dielectricum om een tunnelstroom mogelijk te maken relatief dun is, kan soms in een   diëlectricum   tussen twee elektrodes door   zogenaamde"pinholes"een   kortsluiting tussen de elektrodes optreden. Bij een enkel   diëlectrieum   betekent kortsluiting tussen de elektrodes uitval van het schakel- element. In het schakelelement volgens deze uitvoeringsvorm is het optreden van   "pinholes"in   een enkel   diëlectricum   niet meer fataal voor het schakelelement. De betrouwbaarheid van het schakelelement neemt dus toe. 



   Wanneer het schakelelement een aantal in serie geschakelde elementen omvat en meer dan twee verschillende schakeltoestanden zijn gewenst dan omvatten de 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 dielectrica volgens de uitvinding verschillende ferroëlektrische materialen, die bij verschillende elektrische schakelvelden de richting van hun remanente polarisatie veranderen. Het schakelelement heeft dan meer dan twee schakeltoestanden. Een schakelelement omvat dan bijvoorbeeld een struktuur als MFMF'M of M F en F'ferroelektrische materialen zijn, die bij verschillende elektrische schakelvelden de richting van hun remanente polarisatie veranderen. 



  Afhankelijk van de grootte en de richting van de remanente polarisaties van de ferroelektrische dielectric F en F'wordt de tunnelstroom groter of kleiner. Het schakelelement heeft dan meer dan twee schakeltoestanden. Een dergelijk schakelelement heeft een hoge betrouwbaarheid. De aanwezigheid van een elektrode tussen twee dielectrica voorkomt bovendien koppeling van dielectrische domeinen in de beide ferroelektrische materialen. 



  De uitvinding heeft ook betrekking op een geheugenelement, dat een schakelelement volgens de uitvinding omvat. Bekende geheugenelementen omvatten capaciteiten, waarbij de grootte van lading op de capaciteiten een maat voor de informatie is. De uitlezing van bekende geheugenelementen is lastig. Bij uitlezing wordt een bepaalde spanning op een capaciteit gezet, waarna de lading, die naar de capaciteit stroomt gemeten wordt. De grootte van deze lading is een maat voor de lading, die op de capaciteit aanwezig was. Na uitlezen is de oorspronkelijk aanwezige informatie verdwenen, zodat deze informatie weer op de capaciteit ingeschreven moet worden. Bij een geheugenelement volgens de uitvinding wordt bij het uitlezen een spanning over het geheugenelement aangelegd, waarna de stroom door het element gemeten wordt. Het meten van een stroom is veel eenvoudiger dan het meten van lading.

   De informatie in het geheugenelement wordt door het uitlezen niet beïnvloed. De uitleesprocedure voor een geheugenelement volgens de uitvinding is dus veel eenvoudiger dan de procedure bij een bekend geheugenelement. 



  De uitvinding wordt in het navolgende, bij wijze van voorbeeld, nader toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld met de bijbehorende schematische tekening. Hierin tonen Fig. l. een schakelelement volgens de uitvinding, Fig. 2. een stroom-spannings karakteristiek van een bekend tunnel 0 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 (FMF'M) n, waarbijschakelelement,
Fig. 3. een stroom-spannings karakteristiek van een schakelelement volgens de uitvinding,
Fig. 4. schrijf-lees cycli voor een geheugenelement volgens de uitvinding,
Fig. 5. een schakelelement volgens de uitvinding, waarbij het dielectricum twee ferroelektrische materialen met verschillende elektrische schakelvelden omvat,
Fig. 6. een schakelelement volgens de uitvinding, waarbij het schakelelement een aantal in serie geschakelde elementen omvat,
De figuren zijn zuiver schematisch en niet op schaal getekend.

   Overeenkomstige delen zijn in de figuren in het algemeen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. 



   Figuur 1 toont een schakelelement voorzien van twee elektrodes 1, 2 in de vorm van   praktisch evenwijdige   platen met daartussen een isolerend diëlectricum 3, dat een barriere met een barrièrehoogte voor elektronen vormt, waarbij het   diëlectrieum   3 een zodanige dikte heeft, dat elektronen door de barrière van de ene naar de andere elektrode kunnen tunnelen. De uitvinding heeft ook betrekking op een geheugenelement. 



   Een dergelijke element is bekend als een   zogenaamd "tunnel device",   ofwel MIM ("metal-insulator-metal") of MIS ("metal-insulator-semiconductor") diode. 



  Onder "metal" wordt dan een goed geleidend materiaal verstaan. Omdat in tunnel devices elektronen het ladingstransport verzorgen zijn dergelijke schakelelementen snel, zodat dergelijke schakelelementen zeer geschikt zijn voor gebruik bij hoge frequenties. 



  Figuur 2 laat een stroom-spanningskarakteristiek van een MIM diode zien, waarbij de stroom I door het schakelelement als functie van de spanning V over de elektrodes 1, 2 is weergegeven. Bij twee identieke elektrodes is de stroom-spanningskarakteristiek symmetrisch rond nul volt. 



   Het bekende schakelelement heeft geen geheugen. In veel toepassingen is het gewenst dat het schakelelement een bepaalde schakeltoestand als open/dicht vasthoudt. Dat wil zeggen dat bij   een   bepaalde spanning over de elektrodes 1, 2 meer dan één waarde van de stroom door het schakelelement mogelijk is afhankelijk van de schakeltoestand van het schakelelement. 



   Volgens de uitvinding omvat het dielectricum 3 een ferroelektrisch 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 materiaal met een remanente polarisatie, die de   barrièrehoogte   beinvloedt. Het schakelelement heeft dan afhankelijk van de remanente polarisatie van het   diëlectrieum   verschillende schakeltoestanden. De grootte en de richting van de polarisatie versterken of verzwakken de invloed van een tussen de elektrodes aan te leggen elektrisch veld en beinvloeden zo de barrière en de tunnelstroom. Zo kan de polarisatie van het dielectricum parallel of antiparallel staan aan een tussen de elektrodes aan te leggen elektrisch veld.

   Bij een bepaalde spanning op de elektrodes kan dus meer of minder tunnelstroom door het schakelelement lopen afhankelijk van het feit of de remanente polarisatie van het ferroëlektrische   diëlectrieum   parallel of antiparallel aan het elektrische veld in het dielectricum 3 staat. Het schakelelement kent dan twee verschillende schakeltoestanden. 



  Het ferroelektrische   diëlectrieum   kan van een polarisatietoestand in een andere geschakeld worden door over het dielectricum een zodanige spanning te zetten, dat in het dielectricum een elektrisch schakelveld van het ferroelektrische materiaal overschreden wordt. Omdat de schakeltoestand bepaald wordt door de remanente polarisatie van het   diëlectrieum   wordt deze schakeltoestand vastgehouden totdat de polarisatietoestand van het dielectricum verandert. Figuur 3 toont een stroom-spanningskarakteristiek van een schakelelement volgens de uitvinding met twee identieke elektrodes. Deze stroomspanningskarakteristiek is opgebouwd uit twee curves 5, 6, die corresponderen met verschillende richtingen van de remanente polarisatie. 



   Wanneer op het schakelelement geen spanning V staat dan vloeit er geen stroom I door het element (punt 0 in figuur 3). Wanneer de spanning V over het   dielectricum   3 toeneemt en de remanente polarisatie werkt de invloed van het elektrische veld tegen (de polarisatie staat dan antiparallel aan het aangelegde elektrische veld) dan neemt de stroom toe volgens curve 5. Bij punt 8 op curve 5 wordt in het   ferroëlek-   trische dielectricum het schakelveld voor het omschakelen van de polarisatie bereikt. De remanente polarisatie in het ferroelektrische   diëleetrieum   verandert dan van antiparallel naar parallel aan het elektrische veld. De stroom door het schakelelement neemt dan toe tot punt 9 op curve 6 bereikt wordt.

   Indien de spanning verder opgevoerd wordt zal de stroom toenemen volgens curve 6, totdat het dielectricum   bezwijkt.   Wanneer na het bereiken van punt 9 de spanning afneemt dan volgt de stroom volgens curve 6. Wanneer punt 10 op curve 6 bereikt wordt dan is het elektrische veld zo groot, dat de polarisatie van het dielectricum weer van richting omschakelt. De stroom neemt dan af tot de waarde behorend bij punt 11 op curve 5 bereikt wordt. Indien de spanning verder 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
 EMI7.1 
 afneemt zal de stroom afnemen volgens curve 5, totdat het diëlectrieum bezwijkt. 



  Wanneer na het bereiken van punt 11 de spanning toeneemt dan volgt de stroom volgens curve 5. 



  In de praktijk wordt het schakelelement geschakeld door een spanningspuls over het diëlectrieum te zetten, die zodanig groot is dat de remanente polarisatie van het diëlectrieum verandert. Het schakelelement wordt dan uitgelezen bij spanningen lager dan de spanning behorend bij het schakelveld van de remanente polarisatie. 



  Figuur 4 toont schrijf-lees cycli van het schakelelement. Hierbij staat op de horizontale as de tijd t, terwijl verticaal de stroom I door het schakelelement is uitgezet. Op tijdstip t=0 wordt op de elektrodes een zodanig grote positieve spanningspuls gezet, dat het schakelveld van het dielectricum 3 overschreden wordt, zodat de richting van de polarisatie parallel aan het elektrische veld staat voor positieve spanningen over de elektrodes (curve 6 figuur 3). Dan wordt voor het uitlezen van de schakeltoestand van het schakelelement op de elektrodes 1, 2 een blokgolfspanning met een amplitude tussen 0 en +Vt Volt gezet (zie figuur 3). Er loopt dan een relatief grote stroom door het schakelelelement. Het schakelelement staat dicht.

   Op tijdstip t=t. wordt op de elektrodes een zodanig grote negatieve spanningspuls gezet, dat het schakelveld van het dielectricum 3 overschreden wordt, zodat de richting van de polarisatie antiparallel aan het elektrische veld staat voor positieve spanningen over de elektrodes (curve 5 figuur 3). Dan wordt voor het uitlezen van de schakeltoestand van het schakelelement op de elektrodes 1, 2 een blokgolfspanning met een amplitude tussen 0 en +Vt gezet (zie figuur 3). Er loopt dan een relatief kleine stroom I door het schakelelement. Het schakelelement staat open. 



  De dikte van het diëlectrieum kan relatief groot zijn indien zieh in het diëlectricum zogenaamde via welke electronen door het diëlectrieum kunnen tunnelen ("trap assisted tunneling"). Een dergelijk diëlectricum is echter lastig te fabriceren. Bij voorkeur wordt de dikte van het dielectricum 3 kleiner dan 100 A genomen. Het tunnelen van elektronen door het diëleetrieum 3 is dan bij relatief lage spanningen mogelijk zonder gebruik van De grootte en de richting van de remanente polarisatie versterken of verzwakken de invloed van een tussen de elektrodes 1, 2 aan te leggen elektrisch veld en beinvloeden zo de barriere en de tunnelstroom. In een uitvoeringsvorm wordt een schakelelement gebruikt, waarbij de twee elektrodes l, 2 de vorm van twee vlakke 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 evenwijdige platen hebben.

   Volgens de uitvinding is de richting 4 van de grootste component van de remanente polarisatie praktisch loodrecht op deze platen. De richting 4 van de remanente polarisatie is dan parallel of antiparallel aan het elektrische veld. 



  Het effect van de polarisatie op de grootte van de barrière is dan het grootst. 



   Een extra voordeel wordt verkregen als het ferroelektrische   diëlectrieum   3 epitaxiaal is aangebracht op een elektrode 1 van een metallisch geleidend oxyde. Het dielectricum 3 heeft dan een zodanige structuur dat de remanente polarisatie qua grootte maximaal is, terwijl de richting 4 van de polarisatie evenwijdig is aan het aan te leggen elektrische veld tussen de elektrodes 1, 2. De metallisch geleidende oxydelagen omvatten bijvoorbeeld materialen als lanthaanstrontiumcobaltoxyde, strontiumruthenaat, strontiumvanadaat of indium gedoopt tinoxyde. De elektrode 1 van metallisch geleidend oxyde en het ferroelektrische dielectricum 3 worden   m. b. v.   standaard technieken als gepulste laser depositie (PLD), "sputtering", "molecular beam epitaxy" (MBE) of "metal organic chemical vapour deposition" (MOCVD) aangebracht. 



  De materialen kunnen op een niet-kristallijne ondergrond 15 worden aangebracht. Bij voorkeur echter is de metallisch geleidende elektrode 1 aangebracht op een monokristallijn substraat 15. Een dergelijk monokristallijn substraat heeft bij voorkeur een redelijke passing (+-10%)   t. o. v.   de gebruikte geleidende oxyden van de elektrode 1 en het ferroelektrische dielectricum 3. Het is dan relatief eenvoudig een epitaxiaal ferroëlektrisch   diëlectrieum   3 aan te brengen. Als monokristallijn substraat 15 kan bijvoorbeeld strontiumtitanaat, magnesiumoxyde, magnesiumaluminiumoxyde of lithiumniobaat gebruikt worden. Maar ook substraten van silicium of galliumarseen kunnen met geschikte bufferlagen als bijvoorbeeld Pr6011 of   Ce02   gebruikt worden. 



   Een uitvoeringsvorm van het schakelelement wordt als volgt vervaardigd. 



  Als substraat 15 wordt een éénkristallijn strontiumtitanaat kristal gebruikt. Een dergelijk kristal heeft een redelijke passing (1. 5%) t. o. v. het als elektrode 1 gebruikt strontiumruthenaat. Het strontiumruthenaat wordt m. b. v. PLD aangebracht bij 650 C onder 0. 2 mbar zuurstofatmosfeer. Als ferroelektrisch dielectricum 3 wordt een laag loodzirkoontitanaat   (PZT)   van 80       aangebracht op dezelfde wijze als het strontiumruthenaat van de elektrode   l   is aangebracht. Een typische samenstelling van lood-zirkoon-titanaat verkregen met hiervoorgenoemd proces is PbZro.   osTioOg.   De laag 3 heeft dan een epitaxiale structuur. De remanente polarisatie is circa 75   p.

   C/em2.   Op de laag loodzirkoontitanaat 3 wordt analoog aan elektrode 1 een tweede laag strontiumruthenaat aange- 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 bracht als tweede elektrode 2. De elektrode 2 en het dielectricum 3 worden dan in patroon gebracht   m. b. v.   een standaard   lithografieproces   en door etsen   m. b. v. reactive   ion etching of   m. b. v. Ar"ion etching".   De struktuur wordt doorgeëtst tot in de electrode 1. 



   Er is dan een schakelelement volgens figuur 1 ontstaan met strontiumruhtenaat elektrodes 1, 2 en een 80 A dik loodzirkoontitanaat   diëlectrieum   3. Bij een dergelijk element liggen de schakelpunten 8,10 uit figuur 3 bij circa 0. 1 Volt. 



   In een verdere uitvoeringsvorm omvat het   diëlectrieum   3 meerdere ferroelektrische materialen, die bij verschillende elektrische schakelvelden de richting van hun remanente polarisatie veranderen. Het schakelelement heeft dan meer dan twee schakeltoestanden. Figuur 5 toont een schakelelement, waarbij het dielectricum 3 in de vorm van twee lagen 3,6 met verschillende ferroelektrische eigenschappen op een eerste elektrode is aangegroeid. Op dit   diëlectrieum   3,6 is een tweede elektrode 2 aangebracht. Als voorbeeld wordt wederom een strontiumtitanaat substraat 15 genomen met een eerste elektrode 1 van strontiumruthenaat. Op deze elektrode 1 wordt een loodzirkoontitanaat laag 3 van 50 A aangebracht analoog aan de werkwijze in het eerste uitvoeringsvoorbeeld.

   Op deze laag 3 wordt op de in uitvoeringsvoorbeeld 1 beschreven wijze een tweede ferroelektrische laag 6 van loodzirkoontitanaat aangebracht, waarbij op bekende wijze de samenstelling zodanig gekozen wordt dat in deze laag een ander schakelveld en remanente polarisatie gerealiseerd wordt dan in de loodzirkoontitanaat laag 3.   Diëlectrieum   3 heeft een schakelveld van 100 kV/cm en een remanente polari- satie van 75   juC/cm. Dielectricum   6 heeft een schakelveld van 30 kV/cm en een remanente polarisatie van 25   C/cnr'. Een dergelijk schakelelement   heeft vier schakeltoestanden afhankelijk van de richting van de remanente polarisatie van de dielectric. 



  Wanneer we de richting 4 van de polarisatie met- > of    < -aanduiden   voor een polarisatie gericht resp. van elektrode 1 naar 2 of omgekeerd dan zijn de vier schakel- toestanden : no. 1: diëlectricum 3- > diëlectricum 6- > ; no. 2: diëlectricum 3- > 
 EMI9.1 
 dielectricum 6 < - no. 3 3 < -dielectricum 3 ; < -diëlectricum 6 < -. Bij gelijke grootte van de remanente polarisatie zijn er slechts drie schakeltoestanden, schakeltoestand no. 2 en 3 zijn dan identiek. Het schakelelement kan ook meer dan twee verschillende ferroelektrische   dielectrics   omvatten. Het schakelelement krijgt dan evenredig meer schakeltoestanden. 



   Figuur 6 toont een verdere uitvoeringsvorm, waarbij het schakelelement 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 een elektrode 1 omvat, waarop een ferroelektrisch dielectricum 3 met elektrode 2 meer dan   één   keer is aangebracht, zodat het schakelelement een aantal in serie geschakelde elementen 20 omvat. Het schakelelement heeft dan een struktuur volgens   M (FM) n,   waarbij M een elektrode 1, 2 voorstelt, F een ferroelektrisch   dièlectrieum   3 en de index n aangeeft dat de combinatie 20 (FM), die het ferroelektrische   dielectricum   F en de 
 EMI10.1 
 elektrode M omvat, n keer herhaald wordt.

   Aangezien het dièlectrieum 3 om een tunnelstroom mogelijk te maken relatief dun is, kan soms in een dielectricum 3 tussen twee elektrodes 1, 2 of 2,2 door   zogenaamde"pinholes"een   kortsluiting tussen de elektrodes optreden. Bij een enkel dielectricum 3 betekent kortsluiting tussen de elektrodes uitval van het schakelelement. In het schakelelement volgens deze uitvoeringsvorm is het optreden   van"pinholes"in   een enkel   dielectricum   3 niet meer fataal voor het schakelelement. De betrouwbaarheid van het schakelelement neemt dus toe. Als extra voordeel wordt de schakelspanning van het element n keer hoger dan de schakelspanning van een schakelelement met een element 20. Het schakelelement kan zo aangepast worden aan een gewenste schakelspanning. 



   Wanneer meer dan twee verschillende schakeltoestanden gewenst zijn dan omvatten de dielectrica 3 van de uitvoeringsvorm van figuur 6 verschillende   ferroëlek-   trische materialen, die bij verschillende elektrische schakelvelden de richting van hun remanente polarisatie veranderen. Het schakelelement heeft dan meer dan twee schakeltoestanden. Een schakelelement omvat dan bijvoorbeeld een struktuur als MFMF'M of   M (FMF'M)", waarbij   F en   F'ferroelektrische   materialen zijn, die bij verschillende elektrische schakelvelden de richting van hun remanente polarisatie veranderen. 



  Afhankelijk van de grootte en de richting van de remanente polarisaties van de ferroelektrische dielectric F en F'wordt de tunnelstroom groter of kleiner, zodat het schakelelement meer dan twee schakeltoestanden heeft. De ferroelektrische   dielectrics   als beschreven bij het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 5 kunnen ook bij dit uitvoeringsvoorbeeld gebruikt worden. 



   De uitvinding heeft ook betrekking op een geheugenelement, dat een schakelelement volgens de uitvinding omvat. Bekende geheugenelementen omvatten vele capaciteiten, waarbij de grootte van lading op de capaciteiten een maat voor de informatie is. De uitlezing van bekende geheugenelementen is lastig. Bij uitlezing wordt een bepaalde spanning op een capaciteit gezet, waarna de lading, die naar de capaciteit stroomt gemeten wordt. De grootte van deze lading is een maat voor de lading, die op 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 de capaciteit aanwezig was. Na uitlezen is de oorspronkelijk aanwezige informatie verdwenen, zodat de oorspronkelijk aanwezige informatie weer op de capaciteiten ingeschreven moet worden. Bij een geheugenelement volgens de uitvinding wordt bij het uitlezen een spanning op het geheugenelement gezet, waarna de stroom door het element gemeten wordt (zie figuur 4).

   Het meten van een stroom is veel eenvoudiger dan het meten van lading. De informatie in het geheugenelement wordt door het uitlezen niet beinvloed. De uitleesprocedure voor een geheugenelement volgens de uitvinding is dus veel eenvoudiger, dan de procedure bij een bekend geheugenelement. 



  In de praktijk wordt het geheugenelement van de ene geheugentoestand in een andere geschakeld door een spanningspuls over het   diëlectricum   te zetten, die zodanig groot is dat de remanente polarisatie van het   diëleetrieum,   of indien meerdere dielectric aanwezig zijn,   één   van de dielectrica, verandert. Het geheugenelement wordt dan uitgelezen door de stroom door het schakelelement te meten bij spanningen lager dan de spanning behorend bij een schakelveld van de remanente polarisatie van het   dielectricum   3. 



   De uitvinding is niet beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvoorbeelden. Zo kunnen   i. p. v.   een enkel schakelelement vele schakelelementen op het substraat 15 aanwezig zijn, terwijl naast de schakelelementen ook andere elementen als transistoren, weerstanden of condensatoren aanwezig kunnen zijn. Of met andere woorden het schakelelement kan een onderdeel uitmaken van een geintegreerde schakeling. 



   In de uitvoeringsvoorbeelden zijn symmetrische schakelelementen beschreven. Er kan echter voor elektrode 1 en elektrode 2 een verschillend materiaal genomen worden, bijvoorbeeld voor elektrode 1 een geleidend oxyde en voor elektrode 2 een metaal of een halfgeleidend materiaal. De stroom-spanningskarakteristiek voor een dergelijk schakelelement is asymmetrisch. 



   Het ferroelektrische   diëlectricum   kan gecombineerd worden met niet ferroëlektrische materialen. Zo kan het dielectricum 3 een dunne laag ferroelektrisch materiaal omvatten met daarnaast een dunne isolerende of halfgeleidende laag. Hierbij kan het spanningsniveau, waarop geschakeld wordt beinvloed worden, of het effect van het schakelen, de grootte van de stroom door het schakelelement, kan   beïnvloed   worden. Ook is het mogelijk het ferroelektrische   diëlectrieum   te combineren met een   antiferroëlektriseh     dielectricum.   Op die wijze is het mogelijk extra schakeltoestanden 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 van het schakelelement te realiseren. 



  Het schakelelement kan ook als een onderdeel van een tunneltransistor gebruikt worden. 



  Daartoe wordt bijvoorbeeld een schakelelement volgens de uitvinding, voorgesteld door MFM (met M : elektrode   l,     F : ferroëlektriseh diëlectrieum, M :   elektrode 2) gecombineerd met een MIM (met I : isolerend   diëlectrieum)   tot een tunneltransistor, voorgesteld door   MiFMIMg,   waarbij op een schakelelement volgens de uitvinding een extra dielectricum en een derde elektrode is aangebracht. Elektrode 2   (M)   van het schakelelement volgens de uitvinding is dan ook een elektrode van de MIM. Er ontstaat dan een tunneltransistor, waarbij de emitteraansluiting gevormd wordt door Ml, elektrode 1 van de MFM, de basisaansluiting door M2, elektrode 2 van de MFM, die ook een elektrode van de MIM vormt en de collectoraansluiting door M3, de verdere elektrode van de MIM.

   Ook is het mogelijk het schakelelement volgens de uitvinding te combineren met halfgeleidende p of n-type gebieden. Er ontstaat dan een struktuur volgens MFPNM, met P en N resp. een p- en n-type geleidend halfgeleidermateriaal. In dit geval functioneert elektrode 1 als emitteraansluiting, het p-type gebied als basisgebied en het n-type gebied als collectorgebied. Bovengenoemde tunneltransistoren hebben een 
 EMI12.1 
 geheugenfunctie, ze kunnen bepaalde schakeltoestanden vasthouden. 



  ZD

Claims (9)

  1. d. w. z.Conclusies : EMI13.1 1. Schakelelement voorzien van twee elektrodes in de vorm van praktisch evenwijdige platen met daartussen een isolerend diëlectricum, dat een barrière met een barrièrehoogte voor elektronen vormt, waarbij het diëlectricum een zodanige dikte heeft, dat elektronen door de barrière van de ene naar de andere elektrode kunnen tunnelen met het kenmerk, dat het diëlectrieum een ferroelektrisch materiaal omvat met een remanente polarisatie, die de barrierehoogte beïnvloedt.
  2. 2. Schakelelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dikte van het diëlectrieum kleiner dan 100 A
  3. 3. Schakelelement volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de richting van een grootste component van de remanente polarisatie praktisch loodrecht op de platen is.
  4. 4. Schakelelement volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het ferroelektrische dielectricum epitaxiaal is aangebracht op een elektrode van een metallisch geleidend oxyde.
  5. 5. Schakelelement volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de metallisch geleidende elektrode is aangebracht op een monokristallijn substraat.
  6. 6. Schakelelement volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het dielectricum twee of meer ferroelektrische materialen omvat, die bij verschillende elektrische schakelvelden de richting van hun remanente polarisatie veranderen.
  7. 7. Schakelelement volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het schakelelement een elektrode omvat, waarop een ferroelektrisch diëlectricum met elektrode meer dan een keer is aangebracht, zodat het schakelelement een aantal in serie geschakelde elementen omvat.
  8. 8. Schakelelement volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de diëlectrica verschillende ferroelektrische materialen omvatten, die bij verschillende elektrische schakelvelden de richting van hun remanente polarisatie veranderen.
  9. 9. Geheugenelement met het kenmerk, dat het geheugenelement een schakelelement volgens een der voorgaande conclusies omvat.
BE9301369A 1993-12-10 1993-12-10 Tunnel schakelelement met verschillende blijvende schakeltoestanden. BE1007865A3 (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9301369A BE1007865A3 (nl) 1993-12-10 1993-12-10 Tunnel schakelelement met verschillende blijvende schakeltoestanden.
DE69428577T DE69428577T2 (de) 1993-12-10 1994-12-05 Tunneldiode und Speicheranordnung mit derselben
EP94203528A EP0657936B1 (en) 1993-12-10 1994-12-05 Tunnel diode and memory device comprising the same
KR1019940033406A KR950021729A (ko) 1993-12-10 1994-12-09 터널 다이오드 및 메모리 소자
JP30643494A JP3950179B2 (ja) 1993-12-10 1994-12-09 トンネルダイオード
CN94113094A CN1041364C (zh) 1993-12-10 1994-12-09 隧道二极管和具有这种隧道二极管的存储元件
US08/353,844 US5541422A (en) 1993-12-10 1994-12-12 Tunnel diode with several permanent switching states

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9301369A BE1007865A3 (nl) 1993-12-10 1993-12-10 Tunnel schakelelement met verschillende blijvende schakeltoestanden.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1007865A3 true BE1007865A3 (nl) 1995-11-07

Family

ID=3887627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9301369A BE1007865A3 (nl) 1993-12-10 1993-12-10 Tunnel schakelelement met verschillende blijvende schakeltoestanden.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5541422A (nl)
EP (1) EP0657936B1 (nl)
JP (1) JP3950179B2 (nl)
KR (1) KR950021729A (nl)
CN (1) CN1041364C (nl)
BE (1) BE1007865A3 (nl)
DE (1) DE69428577T2 (nl)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06334140A (ja) * 1992-12-16 1994-12-02 Ricoh Co Ltd 強誘電体材料および該材料を用いた半導体メモリ、光記録媒体ならびに微小変位制御素子
KR970076816A (ko) * 1996-05-06 1997-12-12 김광호 누설 전류를 이용한 다진법 강유전체 랜덤 액세서 메모리
US6091077A (en) * 1996-10-22 2000-07-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. MIS SOI semiconductor device with RTD and/or HET
US6548843B2 (en) * 1998-11-12 2003-04-15 International Business Machines Corporation Ferroelectric storage read-write memory
US6693033B2 (en) 2000-02-10 2004-02-17 Motorola, Inc. Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface
WO2002003437A1 (en) * 2000-06-30 2002-01-10 Motorola, Inc., A Corporation Of The State Of Delaware Hybrid semiconductor structure and device
US6555946B1 (en) 2000-07-24 2003-04-29 Motorola, Inc. Acoustic wave device and process for forming the same
US6638838B1 (en) 2000-10-02 2003-10-28 Motorola, Inc. Semiconductor structure including a partially annealed layer and method of forming the same
US6501121B1 (en) 2000-11-15 2002-12-31 Motorola, Inc. Semiconductor structure
DE10059357A1 (de) * 2000-11-29 2002-06-13 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren zur Erzeugung eines Tunnelkontaktes sowie Vorrichtung umfassend Mittel zur Erzeugung eines Tunnelkontaktes
US6673646B2 (en) * 2001-02-28 2004-01-06 Motorola, Inc. Growth of compound semiconductor structures on patterned oxide films and process for fabricating same
US6709989B2 (en) 2001-06-21 2004-03-23 Motorola, Inc. Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon
US6646293B2 (en) 2001-07-18 2003-11-11 Motorola, Inc. Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates
US6693298B2 (en) 2001-07-20 2004-02-17 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same
US20030015708A1 (en) * 2001-07-23 2003-01-23 Primit Parikh Gallium nitride based diodes with low forward voltage and low reverse current operation
US6667196B2 (en) 2001-07-25 2003-12-23 Motorola, Inc. Method for real-time monitoring and controlling perovskite oxide film growth and semiconductor structure formed using the method
US6589856B2 (en) 2001-08-06 2003-07-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices
US6639249B2 (en) 2001-08-06 2003-10-28 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device
US6673667B2 (en) 2001-08-15 2004-01-06 Motorola, Inc. Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials
JP3902023B2 (ja) * 2002-02-19 2007-04-04 セイコーエプソン株式会社 圧電アクチュエータ、液滴噴射ヘッド、およびそれを用いた液滴噴射装置
DE10250357A1 (de) * 2002-10-29 2004-05-19 Infineon Technologies Ag Ferroelektrische Speicherzelle
DE10303316A1 (de) * 2003-01-28 2004-08-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Schneller remanenter Speicher
US7759713B2 (en) * 2006-03-06 2010-07-20 Ut-Battelle, Llc Ferroelectric tunneling element and memory applications which utilize the tunneling element
WO2007131226A2 (en) 2006-05-05 2007-11-15 Rochester Institute Of Technology Multi-valued logic/memory and methods thereof
FR2946788B1 (fr) * 2009-06-11 2016-11-11 Thales Sa Dispositif a resistance ajustable.
US8586959B2 (en) * 2010-04-28 2013-11-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memristive switch device
TWI422042B (zh) * 2010-11-26 2014-01-01 Univ Nat Chiao Tung 二極體元件及其製作方法
FR2973553B1 (fr) 2011-03-31 2013-03-29 Thales Sa Procédé de mise en oeuvre d'une jonction tunnel ferroelectrique, dispositif comprenant une jonction tunnel ferroelectrique et utilisation d'un tel dispositif
KR101458566B1 (ko) 2013-05-21 2014-11-07 재단법인대구경북과학기술원 정류소자 및 그의 제조 방법
US9318315B2 (en) * 2013-07-15 2016-04-19 Globalfoundries Inc. Complex circuit element and capacitor utilizing CMOS compatible antiferroelectric high-k materials
CN106575702B (zh) * 2014-08-19 2018-05-22 沙特基础工业全球技术公司 具有多级操作的非易失性铁电存储器单元
JP6813844B2 (ja) * 2016-09-30 2021-01-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 トンネル接合素子及び不揮発性メモリ素子
CN110707148B (zh) * 2019-09-02 2021-08-17 华南师范大学 外延晶片、外延晶片制造方法、二极管及整流器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5206788A (en) * 1991-12-12 1993-04-27 Ramtron Corporation Series ferroelectric capacitor structure for monolithic integrated circuits and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5206788A (en) * 1991-12-12 1993-04-27 Ramtron Corporation Series ferroelectric capacitor structure for monolithic integrated circuits and method

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C. B. EOM ET AL.: "Fabrication and properties of epitaxial heterostructures with (SrRuO3) isotropic metallic oxide electrodes", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 63, no. 18, 1 November 1993 (1993-11-01), NEW YORK US, pages 2570 - 2572 *
L. ESAKI ET AL.: "POLAR SWITCH", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN., vol. 13, no. 8, January 1971 (1971-01-01), NEW YORK US, pages 2161 *
L. L. CHANG EN L. ESAKI: "Nonvolatile Schottky diode with barrier height controlled by ferroelectric polarization", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN., vol. 14, no. 4, September 1971 (1971-09-01), NEW YORK US, pages 1250 - 1251 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0657936B1 (en) 2001-10-10
DE69428577D1 (de) 2001-11-15
CN1109639A (zh) 1995-10-04
JPH07202227A (ja) 1995-08-04
CN1041364C (zh) 1998-12-23
EP0657936A1 (en) 1995-06-14
JP3950179B2 (ja) 2007-07-25
DE69428577T2 (de) 2002-06-27
US5541422A (en) 1996-07-30
KR950021729A (ko) 1995-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1007865A3 (nl) Tunnel schakelelement met verschillende blijvende schakeltoestanden.
BE1007902A3 (nl) Schakelelement met geheugen voorzien van schottky tunnelbarriere.
US5524092A (en) Multilayered ferroelectric-semiconductor memory-device
US5375085A (en) Three-dimensional ferroelectric integrated circuit without insulation layer between memory layers
US7986544B2 (en) Electronic devices based on current induced magnetization dynamics in single magnetic layers
KR100258751B1 (ko) 금속-강유전체-금속-절연체-반도체구조를기본으로한비휘발성메모리,그제조방법및그정보저장/비파괴판독방법
KR100228038B1 (ko) 박막캐패시터
US20040120183A1 (en) Piezoelectric array with strain dependent conducting elements and method therefor
US20150340607A1 (en) Phase transition devices and smart capacitive devices
JPS6147681A (ja) 可変禁制帯デバイス
US6621732B2 (en) Magnetic element, memory device and write head
US7759713B2 (en) Ferroelectric tunneling element and memory applications which utilize the tunneling element
Guerrero et al. Growth and characterization of epitaxial ferroelectric PbZrxTi1− xO3 thin film capacitors with SrRuO3 electrodes for non-volatile memory applications
US7266007B2 (en) Device structure of ferroelectric memory and nondestructive reading method
Miller et al. Room temperature memristive switching in nano-patterned LaAlO3/SrTiO3 wires with laterally defined gates
US3519999A (en) Thin polymeric film memory device
Gao et al. Total dose radiation effects of Au/PbZr0. 52Ti0. 48O3/YBa2Cu3O7-δ capacitors
JP3472783B2 (ja) 磁気抵抗効果素子およびそれを用いた磁気感応装置
JP4446021B2 (ja) ヘテロ接合素子の制御方法
Petraru et al. Tunneling magnetoresistance and electroresistance properties of composite‐barrier ferroelectric tunnel junctions
US3384794A (en) Superconductive logic device
Gao et al. γ-ray irradiation effects of Au/PbTiO3/YBa2Cu3O7− δ capacitors under different bias voltage
JPS5846680A (ja) 記憶素子
JP3502909B2 (ja) 強誘電体半導体記憶デバイス
Jung et al. Gate controlled hall effect devices

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: PHILIPS ELECTRONICS N.V.

Effective date: 19951231