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“Crested Barrier” mit Filtermaterial für eine Ladungsträgersorte

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017817D
Original Publication Date: 2001-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 367K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Dietrich Bonart: AUTHOR

Abstract

Für die Verbesserung des von Konstantin Likharev (Applied Physics Letters, Volume 73, Number 15, S. 2137ff. (1988)) vorgeschlagenen “crested barrier device” für non-volatile Speicheranwendungen wird die Verwendung eines Materials mit kleinem Lei- tungsband-Offset und hohem Valenzband-Offset als Randmaterial der “crested barrier” vorgeschlagen. Dadurch kann der Lochstrom unterdrückt werden und somit die Funktionstüchtigkeit der “crested barrier” und eine hohe Lebensdauer erreicht werden. Alterna- tiv kann man auch Material wählen, das einen kleinen Valenzband-Offset und einen hohen Leitungsband- Offset besitzt, um die Injektion von Elektronen in das device zu unterdrücken. Zum Einsatz können dabei Perovskite, Schwermetalloxide oder Keramiken kommen. Die von Likharev gewählten Materialien sind für diesen Einsatz nicht geeignet, da die für das device charakteristischen Eigenschaften des Elektronen- transportes durch einen wesentlich höheren Löcher- strom überdeckt werden. Außerdem treten hohe E- lektron-Loch-Rekombinationsraten im device auf, die zu einer geringeren Lebensdauer führen. Die von ihm vorgeschlagene “crested barrier” besteht aus Si3N4/AlN/Si3N4 (s. Abbildung 1). Die zugehörige Kennlinie wird in Abbildung 2 gezeigt. Um den Lö- cherstrom durch die Struktur zu unterdrücken, wird im Ausführungsbeispiel 1 eine zusätzliche Barriere aus SrTiO3 eingefügt (s. Abbildung 3). Die sich daraus ergebende Kennlinie ist in Abbildung 4 darge- stellt. Als zweites Ausführungsbeispiel ist in den Abbildungen 5 und 6 eine “crested barrier” zu sehen, bei welcher Ta2O5 Filterbarrieren angefügt wurden. Abbildungen 7 und 8 zeigen eine weitere Barriere mit SrBi2TaO9 Filterbarrieren. Die Strukturparameter sind in Tabelle 1 aufgelistet.

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Bauelemente

“Crested Barrier” mit Filtermate-rial für eine Ladungsträgersorte

Idee: Dr. Dietrich Bonart, München

Für die Verbesserung des von Konstantin Likharev(Applied� Physics Letters, Volume 73, Number 15, S.2137ff.� (1988))� vorgeschlagenen� “crested barrierdevice” für non-volatile Speicheranwendungen wirddie� Verwendung� eines� Materials� mit kleinem Lei-tungsband-Offset und hohem Valenzband-Offset alsRandmaterial der� “crested� barrier”� vorgeschlagen.Dadurch kann der Lochstrom unterdrückt werden undsomit die Funktionstüchtigkeit der “crested barrier”und eine hohe Lebensdauer erreicht werden. Alterna-tiv kann man auch Material wählen, das einen kleinenValenzband-Offset und� einen� hohen� Leitungsband-Offset besitzt, um die Injektion von Elektronen in dasdevice zu unterdrücken. Zum Einsatz können dabeiPerovskite, Schwermetalloxide oder Keramikenkommen.

Die von Likharev� gewählten� Materialien� sind� fürdiesen Einsatz nicht geeignet, da die für das devicecharakteristischen Eigenschaften des Elektronen-transportes durch einen wesentlich höheren Löcher-strom überdeckt werden.� Außerdem� treten� hohe� E-lektron-Loch-Rekombinationsraten im device auf, diezu einer geringeren Lebensdauer führen. Die von ihmvorgeschlagene “crested barrier” besteht ausSi3N4/AlN/Si3N4 (s. Abbildung 1). Die zugehörigeKennlinie wird in Abbildung 2 gezeigt. Um den Lö-cherstrom durch die Struktur zu unterdrücken, wirdim Ausführungsbeispiel� 1� eine� zusätzl...