EA045150B1 - Островковый тонкоплёночный конденсатор - Google Patents
Островковый тонкоплёночный конденсатор Download PDFInfo
- Publication number
- EA045150B1 EA045150B1 EA202293561 EA045150B1 EA 045150 B1 EA045150 B1 EA 045150B1 EA 202293561 EA202293561 EA 202293561 EA 045150 B1 EA045150 B1 EA 045150B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- film capacitor
- islands
- layer
- thin
- island
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 4
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 150000002290 germanium Chemical class 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Description
Изобретение относится к области микро- и наноэлектронике, в частности к тонкоплёночному конденсатору.
Уровень техники
Основной причиной развития направления создания наноэлектронных устройств является потребность рынка в устройствах с низким энергопотреблением, высокой скоростью работы и быстротой коммутации между собой.
В документе [1] описан эффект размерного квантования энергетических уровней электрона, находящегося внутри островков. Электроны внутри наноразмерных островков так называемых квантовых точек ведут себя так же, как внутри трехмерной потенциальной ямы. В зависимости от расстояния между квантовыми точками (островками) преобладают различные механизмы электропроводимости. При сравнительно больших расстояниях (около 10 нм) возникает термоэлектронный механизм электропроводимости, а при малых расстояниях (около 2,5 нм) - туннельный эффект переноса носителей.
В документе [2] описано влияние описанных квантово-размерных эффектов размерного квантования на увеличение времени хранения заряда с одновременным увеличением скорости записи/чтения информации. Этот эффект достигается за счет блокировки латерального переноса заряда внутри плавающего затвора, что уменьшает утечки через локальные дефекты в диэлектрике, так как носители заряда (электроны/дырки) локализованы на состояниях в квантовых точках.
Аналогом изобретения является тонкоплёночный конденсатор, содержащий, слой в виде островков из окиси титана, путем напыления на поверхности слоя оксида кремния (патент US 5635420, H01L 21/70, опубликован 03.06.1997).
Недостатком этого устройства является поверхность слоя в виде островков, которая имеет достаточно хаотичную зернообразную структуру и поэтому слой в виде островков в этом устройстве оказывается замурованным в остальные функциональные слои. Указанный недостаток не позволяет достичь в тонкоплёночном конденсаторе эффекта размерного квантования и туннельного эффекта переноса носителей, и, следовательно, достичь улучшения таких характеристик как ёмкость и одновременно с этим повышая быстродействие и снижая энергопотребление тонкоплёночного конденсатора.
Сущность изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является получение такой трёхмерной структуры слоя тонкоплёночного конденсатора, при котором будут обеспечены условия размерного квантования и туннельного эффекта в электронной структуре конденсатора и, следовательно, будет увеличено быстродействие (за счёт высокой скорости туннельной проводимости) и уменьшены потери заряда (за счёт нахождения электронов внутри островка аналогично их нахождению в потенциальной яме), а также снижено энергопотребление.
Технический результат достигается тем, что согласно предлагаемому изобретению островковый тонкоплёночный конденсатор, состоящий из верхней и нижней обкладок и диэлектрического слоя, содержит дополнительный проводящий слой, имеющий трёхмерную структуру в виде множества островков, причем высота островков составляет около 25 нм и расстояние между любыми двумя соседними островками составляет от 2,25 до 2,75 нм. Предпочтительно, чтобы дополнительный проводящий слой был выполнен из одного из следующих материалов: цинк, алюминий, серебро, золото, платина, палладий. Также предпочтительно, чтобы диэлектрический слой был выполнен из диоксида кремния, с толщиной слоя около 100 нм. Также предпочтительно, чтобы диаметр островков составлял от 180 до 220 нм.
Перечень чертежей
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами, где схематично изображены:
фиг. 1 - структура дополнительного проводящего слоя, имеющего трёхмерную структуру в виде множества островков;
фиг. 2 - конструкция тонкоплёночного конденсатора в виде готового изделия;
фиг. 3 - послойная структура конструкции тонкоплёночного конденсатора с дополнительным проводящим слоем.
Позиции на фигурах:
- диэлектрический слой; 2 - верхняя и нижняя обкладки; 3 - дополнительный островковый слой; 4 - корпус; 5 - контакты конденсатора.
Осуществление изобретения
Устройство может быть осуществлено следующим образом. Как показано на фиг. 1, тонкоплёночный конденсатор имеет трёхслойную основу: нижняя обкладка, слой диэлектрика и верхняя обкладка. Обкладки представляют из себя фольгу, на которую наносятся островки, например, методом вакуумного напыления. В качестве материала обкладок используют легкоплавкие материалы с малой миграционной подвижностью атомов, имеющие хорошую электропроводность: цинк, алюминий, серебро, золото, платина, палладий. К обкладкам припаиваются электрические выводы. В качестве диэлектрика используют диоксид кремния, так как он обладает сравнительно большой удельной ёмкостью, низким температурным коэффициентом ёмкости и высокой электрической прочностью.
Вся конструкция тонкоплёночного конденсатора покрывается изолирующей твердеющей субстан- 1 045150 цией, например, термоклеем, образуя тем самым корпус готового изделия.
Эксперименты показали, что указанные в формуле изобретения высота островков и расстояние между островками является оптимальной с точки зрения достижения эффекта ’’размерного квантования” и туннельного эффекта переноса носителей. Таким образом, эти параметры являются существенными для достижения заявленного технического результата.
[1] Сидорова С. В., Юрченко П. И. Формирование островковых наноструктур в вакууме // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. Per. No ФС77-48211. 2011. No 10.
[2] Алямкин С. А. Исследование процессов перезарядки МДП-элемента памяти с квантовыми точками германия в качестве плавающего затвора // 3-Физика полупроводников и диэлектриков. - с. 175.
Claims (4)
1. Островковый тонкоплёночный конденсатор, состоящий из верхней и нижней обкладок и диэлектрического слоя, отличающийся тем, что содержит дополнительный проводящий слой, имеющий трёхмерную структуру в виде множества островков, причём высота островков составляет около 25 нм и расстояние между любыми двумя соседними островками составляет от 2,25 до 2,75 нм.
2. Островковый тонкоплёночный конденсатор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный проводящий слой слой выполнен из одного из следующих материалов: цинк, алюминий, серебро, золото, платина, палладий.
3. Островковый тонкоплёночный конденсатор по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что диэлектрический слой выполнен из диоксида кремния, с толщиной слоя около 100 нм.
4. Островковый тонкоплёночный конденсатор по п.1, отличающийся тем, что диаметр островков составляет от 180 до 220 нм.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123399 | 2020-07-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA045150B1 true EA045150B1 (ru) | 2023-10-30 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6833567B2 (en) | Vertical nano-size transistor using carbon nanotubes and manufacturing method thereof | |
| CN101771022B (zh) | 采用石墨烯的电路结构及其制造方法 | |
| JP6974130B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US20040238890A1 (en) | Semiconductor device | |
| CN108493255B (zh) | 一种电场可控的二维材料肖特基二极管 | |
| CN114864583A (zh) | 一种无电容dram单元结构及制造方法 | |
| CN111490045A (zh) | 一种基于二维材料的半浮栅存储器及其制备方法 | |
| RU200183U1 (ru) | Островковый тонкоплёночный конденсатор | |
| EA045150B1 (ru) | Островковый тонкоплёночный конденсатор | |
| WO2022015201A1 (ru) | Островковый тонкоплёночный конденсатор | |
| CN108376711B (zh) | 制备具有顶栅结构和聚合物电解质介质层的二维半导体晶体管的方法 | |
| US4063267A (en) | MNOS Memory device | |
| CN114551599A (zh) | 逻辑和存储功能可重构的铁电晶体管器件及其制备方法 | |
| JPS6195563A (ja) | 半導体記憶装置 | |
| TW202013750A (zh) | 半導體元件 | |
| JPS58140151A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| US11968818B2 (en) | SRAM memory cell for stacked transistors with different channel width | |
| WO2023029648A1 (zh) | 半导体结构及其制作方法、存储器 | |
| US20230171945A1 (en) | Semiconductor memory device and manufacturing method of semiconductor memory device | |
| JP6691067B2 (ja) | 半導体メモリおよびその駆動方法 | |
| JPH0691216B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
| KR100318451B1 (ko) | 부동몸체효과가없는이중막실리콘소자 | |
| JPH05183166A (ja) | Ｓｏｉ型半導装置および製造方法 | |
| CN116110954A (zh) | 一种具有双栅结构的铁电场效应晶体管及其制备方法 | |
| JP2641970B2 (ja) | 超電導素子および作製方法 |