CC BY
2
Visnyk N'l'UU KP1 Seriia Radiolekhnika tiadioaparatobuduummia, "2020, Iss. 80, pp. 79—84
УДК 621.3.04977.001
Рад1ацшностшкий запам'ятовуючий пристрш на 6a3i халькогенщного склопсадбного
нашвпровщника
Кичак В. М., Слободяи I. В., Вовк В. Л.
Вишицький иацншалышй тохшчшш ушворситот E-mail: ivan.elobodyan. I'JS'J&ukr.ncl
Запропоповапо структуру ком!рки иам'ята, в якш як елемепт розв'язки, використовуеться топкошнв-ковий польовий транзистор (ТПТ) з бар'ером Шоттш па баз! аморфного патвпров1дпика (АН), а як перемикаючий елемепт - пл!вка халькогешдпого склопод1бпого пашвпров1дпика. Розроблепа ф!зи-чпа модель ком!ркп пам'ята. Проведено досл1джеппя залежпост! параметр!в транзистора та ком!рки пам'ят! в!д дози опромшення потоком нейтрошв та j - кванлв. Показано, що при змш! дози опромше-ппя потоком пейтрошв крутасть ст1к-заслшпо! характеристики (СЗХ) змепшуеться па 10% при дозах порядку 101Б н/с, в той же час коефкцент передач! бшолярного п — р — п транзистора зменшуеться на 20% вже при дозах 1013н/с, що св!дчпть про значне шдвпщення рад1ац1йно! стшкоси запропоновано! ком!ркп пам'ята. При опромшенш 7 - квантами в д!апазош до 2,6 Мрад крутасть СЗХ запропоновано! структури змшюеться лише па 10%. У випадку використаппя. як елемепта розв'язки - ТПТ з 1зольовапим заслоном. круткть СЗХ змепшуеться па 50%. Показано, що струм запису шформацп запропоновано! структури при змш дози потоку 7 - кванив до 2,6 Мрад змшюеться приблизно па 10%, в той же час, у випадку застосуваппя ТПТ з 1зольовапим заслоном, струм запису ¡пформацп змшюеться на 50%. Проведене доондження залежноси струму заслону в!д дози опромшення 7-квантами. При 3Mini дози опромшення в!д 0 до 2,6 Мрад струм заслону змшюеться лише па 10%, що св!дчить про високу стшшсть запропоповапо! структури до дп пропикпо! рад!ацп.
Клюноог слова: аморфпий пашвпров1дпик; халькогешдш склопод!бш патвпров1дпики: рад!ацшпа стшкють; ком!рка пам'ят!; доза опромшення; 7 - кванти; шлвковий польовий транзистор; переход Шоттш
DOI: 10.20535/RADAP.2020.80.79-84
Вступ
Важливою умовою при проектуванш радюеле-ктрошшх систем вшськового та косхйчного призна-чення с забсзпечення biicokoi CTifiKOCTi до дп про-никаючси рад1ащ1, юшзуючих опромшень та шших зовшшшх вплив1в [1,2].
Ведомо, що при дГ1 проникаючсм радоащ! на на-швпровщников1 електронш компонента, яш виго-товляються на 6a.ii монокристалевих нашвпровщ-iniKiB, мае мшце утворення велико! кшькосп дефекте за рахунок чого зростае електропровщшеть, що приводить до i'x руйнування [3,4]. У випадку амор-фних нашвпровщнишв (АН), де мае мкце велика сту-niiib розупорядкованосп атом1в, д1я проникаю-чо1 радоащ! суттево не впливас на i'x електропровщшеть i тому забезпечуеться висока рад1ащйна ст1йк1сть, яка на 2-3 порядки перевишу с рад1ащй-иу ст1йк1сть компонеит1в на 6a3i монокристалевих нашвпровщнишв [5,6].
В пращ [7] запропоновано снсргонсзалежшш запам'ятовуючий пристр1й на 6a.ii халькогенщного склопод1бного нашвпровщника (ХСН), який являс собою з'бднання перемикаючого елемента на 6a.ii ХСН i елемента розв'язки, реал1зованого на 6a3i yni-полярного транзистора з 1зольованим заслоном та запропоновано шляхи пщвищення рад1ацшно1 стш-кост1 елемента.
Проте запропоноваш методи шдвшцення радоа-щйно1 CTifiKOCTi елемента розв'язки на 6a3i ynino-лярного транзистора дають можливкть отримати так1 ж результати, як i у випадку застосування 6i-полярних транзистор1в з д1слсктричною 1золящ«о. Тому дощльно розробляти структури, яш б дали можливкть суттсво шдвищити рад1ацшну ст1йк1сть.
У зв'язку з цим, метою ща пращ с розробка структури KOMipKii пам'ята, в якш перемикаючий елемепт i елемепт розв'язки виготовляються на 6a3i АН, що дае можливкть пщвищити рад1ацшну CTifi-к1сть, дослщити i"i вплив па крут1сть ст1к-засл1ино1 характеристики (СЗХ) тонкошпвкового польового
80
Кичак В. М., Слободзш 1. В., Вовк В. Л.
транзистора (ТПТ), струми запису та читання ш-формащ'ь
1 Розробка структури та ф1зи-чно1 модел1 козшрки пам'ят1 на баз1 АН
Структура елементарного запам'ятовуючого пристрою (ЗП, кохйрки пам'ята) з використанням як поромикаючого оломонта ХСН, а як оломонта розв'язки - ТПТ з заслоном Шоттш на баз1 АН наведена на рис. 1.
Копирка иам'яп являе собою прозору шдклад-ку 1 1з скла, на поворхшо яко! нанесено шар АН 2. частина якого стравлюсться та проводиться локально окисления, в результат! якого формуеться шпвка дюксиду кромнпо 8. На поворхш шпвки АН формуеться електрод витоку 3, заслона 4 та стоку 5. Електрод стоку частково розмщуеться на поворхш дюксиду кромнпо 8. Шсля формування олоктродов здшсшоеться локально нарощоння шпвки ХСН 6 на поворхш частини олектроду стоку (електрод запису шформащ!). На наступному оташ формусться електрод ХСН 7 (електрод читання шформащ!). Для виготовлення олоктродов ТПТ, та шпвки ХСН вико-ристовуються шари мол1бдену. Це забозпечус змен-шоння порогово! напруги ТПТ та надшний контакт 1з шпвкою ХСН.
Рис. 1. Структура кохпрки пам'яп на баз1 АН
Особливктю наведено! структури ЗП с застосу-вання як оломонта розв'язки тонкошпвкового транзистора, в якому бар'ери Шоттш утворюються на моли розподшу металевих заслону, витоку 1 стоку з
АН.
Для оцпповання параметр1в 1 характеристик за-иам'ятовуючого пристрою на баз1 АН доцшьно по-будувати ф1зичну модель структури, наведено! на рис. 1. сМзична модель повинна вщображати еквь валентну схему тонкошпвкового транзистора, осо-бливоста його структури та скв1валентну схему оломонта перемикання. 3 урахуванням цього ф1зична модель елементарного запам'ятовуючого пристрою наведена на рис. 2.
Рис. 2. сМзична модель елементарного запам 'ятовуючого пристрою
На рис. 2 Щ ошр мол1бденового олектроду заслону; С1 \ К1 емшеть \ ошр переходу Шоттш заслону; С^в - вхвдна емшеть транзистора; С*зс -прохщна емшеть транзистора; - крутють епк-заелшно1 характеристики; Сев ~ вихвдна емшеть транзистора; Кс - ошр мешбденового електроду стоку; Д2 - динам1чний отр транзистора; К3, С2 -ошр 1 емшеть ХСН; Д4, С3, Ь1 - ошр, емшеть та шдуктившеть екв1валонтно1 схеми поромикаючого елемента; Д5 - ошр переходу Шоттш стоку; С4 -м1желектродна емшеть стоку.
2 Дослщження запам'ятовуючих пристрот на баз1 ХСН
Одним 1з основних парамотр1в ЗП с струм, що протакае через ЗП в режтн запису лопчнеи «1», струм, що щхткае в режтн читання та опор в низькоомному сташ, який вщповщае «1» \ ошр у високоомному сташ, що вщповщае «0». Для розра-хунку цнх параметр1в нообхщно внзначнтн струми, яш повинш прешкати через елемент розв'язки у в1дпов1дних режимах.
Залежшсть струму стоку ТПТ в1д напруги на стощ та заслош визначаеться за виразом [9]:
1с
Z^nCl I
Щв - 2^В--^^ иСв -
3
(иСв + 2<рв)3/2 - (2^в)3/2
(1)
де 1 - ширина та товгцина каналу, - рухли-в1еть нойТв заряду, С1 - питома емшеть переходу АН - засл1н, £ - д1електрична прониклпв1сть пл1вкп АН, ^в - ^^^^^^та ^^^^^отаного потенщалу, Жа -концонтращя нос11в заряду в шпвщ АН.
В наглому випадку струм стоку впзначае струм, який щхткае через запам'ятовуючий елемент в режим! запису «1». При читанш 1нформащ1 1мпульс подаеться на засл1н транзистора. Величину струму заслону можна розрахувати використовуючи вираз для ВАХ контакту металу з шпвкою АН [10]:
к = 30(еаи-/КТ - 1),
(2)
до — щшьнють струму екстракци, величину якого можна розрахувати за виразом:
-диЬп /кт
30 = АЫС Опдо V.в
ехр ■
1 — ехр(-А) '
(3)
х
PaaiauifiiiocTifiKufi заиам:ятовуючий иристрШ ua 6a:si халькогешдпого склошшбиого иаиширошдиика
81
де А
0.77 g(VB - Us в) кТ '
В
Nc
щшыисть
сташв на енергетичному р1вш з енерпею Ее, -величина вбудованого иотенщалу, Бп - коефщшпт дифуз11 електрошв, д0 - шщьшеть локал1зовапих сташв, Щи - висота бар'ера Шоттш.
Найбшын важливим параметром ТПТ. на який впливае нейтронне опромшення, е круткть СЗХ. Експерименталыи дослщження показують, що значения крутоста СЗХ зв'язано з величиною потоку нейтрошв таким сшввщношснннм:
1 _ 1
S = 50
пф к
(4)
де - час проходженни ноаями заряду каналу, с; ф - потак нейтрошв, н/см2; к - постшна, яка визнача-еться експериментально, допускаеться к = 106 н/с •
2
см2.
S-
Sok
к + тофЯо
показуе, що при дозах бшыпе 1013н/с коефщшпт передач! бшолярного транзистора суттево зменшуе-ться, що евщчить про втрату працездатноста. В той же час круткть СЗХ тонкошпвкового транзистора на баз1 АН р1зко зменшуетьсн лише при дозах опромшення вшце 1016н/с.
Анал1з впразу для струму стоку (1), який ви-значае струм запису лопчнем «1» показуе, що його величина заложить вщ рухливоста нойТв заряду та концентращ! заряду на поверхш АН, або нцлыгосп поверхневнх сташв. Тому дощльно оцшити заложшеть щшыгоста поверхневнх сташв та рухливоста нойТв заряду вщ дози опромшення. Для монокристалевих нашвпровщнишв заложшеть щшыгоста по-верхневих сташв вщ дози опромшення 7 - квантами визначаетьсн за виразом [10].
Впкорпстовуючп вираз (4) заложшеть крутоста стак-заслшно1 характеристики вщ дози потоку нейтрошв можна визначати за виразом:
Nc (D) = N^ 1 - exp - jpj
(6)
(5)
При розрахунках використовувались таш Biixi-дш даш: тк = 10-10с, коефщшпт пропорцюпальпо-CTi к, який е фупкцшю багатьох параметр1в, допу-скався р1вним 106 н/с •см2.
Заложшеть крутоста СЗХ вщ дози нейтронного опромшення наведено на рис. 3. Результата отри-мано на ocuoBi розрахуншв виразу (3) у MathCAD v.14. Графши иобудовано у Microsoft Excel та додано пщписи у граф1чному редактор!.
Похибка розрахуншв параметра S становнть 0,5%, i3-3a наявноста у формул! скспсрименталыго1 величннн к. Похибка експериментальних результа-т1в не вшце 5% [11].
де М1С - щшьшеть иоверхневих сташв при робота транзистора в режнм1 наепчення, ¿у— - швидшеть накопнчення заряд1в на поверхш АН.
На вщмшу вщ ТПТ з 1зольованим заслоном тут не враховуються процеси змши иоверхневих сташв на моли розподшу пщзаслшний шар нашвпровщ-ник, який с одним 1з головних, що суттево впливае на параметри транзистора при дп оиромшень.
Вщомо, [11] що рухливкть нойТв заряду ХСН значно нижча рухливоста нойТв заряду в моно-кристал1чних нашвпровщниках 1 тому швидшеть накоиичення заряд1в на поверхш АН буде значно моншою, а вщповщно 1 д1я опромшення тут буде проявлятися при бшын високих дозах. Заложшеть рухливоста носшв заряду вщ опромппоючем дози можна розрахувати за виразом, аналопчним (4):
Мо
1 + 7 • N' • (1 - ехр )
(7)
Рис. 3. Заложшеть крутоста СЗХ та косфщшнта передач! @ вщ дози потоку нейтрошв
Для пор1вняння тут же наведено графш зале-жноста коефщента передавання по струму @ для бшолярного п—р—пт'&р—п—р транзистор1в, взят11з л1тературних джерел [11]. Пор1вняння цих граф1к1в
де ^о - рухливють носив заряду при в1дсутност1 опромшення; 7 - коеф1щепт пропорщйност1.
При оцшюванш заложносп крутост1 СЗХ вщ дп опром1пенпя 7 - квантами враховувалось, що на вщ-мшу вщ звичайних ^10Н транзистор1в, де суттета змши проходить за рахунок накопиченни заряду в об'см1 пщзаслшного д1електрика, у випадку ТПТ мае мшце зм1на поверхневнх стан1в на моли розпо-дшу АН метал. Оскшьки в АН мае мкце суттева розупорядковашеть атом1в ця змша е позначною. При зиачних дозах поверхнев1 стани, що утворю-ються, приводить до розаювання ноа1в заряду в канат та до зменшення 1х рухлнвост1.
За рахунок цього буде змпиоватись порогова напру га та зменшуватись круткть СЗХ, а вщповщно \ струм запису шформащ!.
На рис. 4 приведен! дозов1 залежноста крутост1 СЗХ, струму запису лопчнеи «1» та струму заслону вщ опром1нюючо1 дози 7 - квантами. Дли пор1вннн-ни на цих графшах наводош аналопчш залежноси
e2g
82
Кичак В. M., Слободяи 1. В., Вовк В. Л.
цих же параметр1в для звичайного МОН транзистора. взят з [10]. Анал1з наведених результате по-казуе, що при збшыненш дози опромшоння круткть СЗХ ТПТ на баз1 АН змппоеться в нозначних межах (до 10%). в той же час у випадку МОН транзи-стор1в вона зменшусться майже уддап. Аналоично струм стоку (запису лопчнем «1») зростас для транзистора на баз1 АН приблизио на 10%. а для МОН транзистора майже у два рази. Такий хщ характеристик зумовлений тим, що при да 7 - опромшень, у випадку МОН транзистор1в, зростас щшыпеть поверхиевих сташв на моли розподшу д1електрнк нашвпровщннк та мае мкце пакопичопия заряду в об'ехн шдзаслшного дюлектрика.
При проведош розрахуншв використовувались таш вихвдш дат: I = ^жм, Z = ^жм, С\ = 1иф, е = Z,NC = 1015-^, Na = 108-^, д0= 101
-1см-3,
Рис. 4. Заложшсть крутост СЗХ (а) та струму запису «1» 1 струму заслону (б) вщ дози опромшоння 7 - квантами
У випадку транзистора на баз1 АН мае мшце позначно накопичення заряду лише на моли розподшу мотал АН 1 рухлнвшть носшв заряду значио нижча тому суттевого збшьшоння струму '1 зменшо-ння крутост СЗХ не проходить при вщносно малих дозах.
Струм заслону з ростом дози опромшоння мало змппоеться. Незнание збшьшоння обумовлено тим, що мае хйсцо збшьшоння гцшыгост локатзованих сташв, яке частково компеисуеться змоишеииям ру-хливоста нойТв заряду та коофшдента дифуз11, заложшсть якого ввд дози опромшоння визначаеться за виразом, аналоичним (5).
и=4 • 10-^£м_ 1= 106.
' ВС ' ' с^см _
При цьому враховувалась лише заложшсть гцшыгост поверхиевих сташв 1 рухливост носшв заряду ввд дози опромшоння.
Дослщження залежност провщност монокри-сталевих нашвпровщнишв в1д дози опромшення 7 -квантами та потоком нейтрошв, виконаш рядом ав-тор1в, показують що змша провщшеть мае мкце при дозах порядку 105 Мрад/с та 1016 н/с. Для АН змша ировщноста мае мкце при дозах на 2-3 порядки ви-щих, тому вплив проникаючеи раццащ! на параметри оломонта иоремикаиня на баз1 ХСН тут но досль джувались, оскшьки основним чутливим олемоитом е транзистор.
Висновки
1. Запропоновано структуру кохйрки пам'ят в якш як еломеит розв'язки використовусться тонкошпвковий польовий транзистор на баз1 АН, а иоремикаючий олемонт на баз1 халько-гешдного склоподобного нашвпровщника, що дае можливкть шдвшцити раццацпшу стш-шеть запам'ятовуючих пристрсмв на баз1 такси кехшрки.
2. Запроионована ерзична модель кохйрки пам'ят, яка враховус ерзичш параметри тонкошпвкового польового транзистора на баз1 АН, параметри оломонта перемикання, опори та емност лши зв'язку 1 переход1в Шоттш. Цо дозволяе моделювати ерзичш процоси у келнрщ пам'ят на зразок схеми електричнея принцииовся, будувати ВАХ без розрахуншв, чим яшено вщнзняеться ввд вщомих математичних моделей.
3. Проведено дослщження залежност крутост стк-заслпшся характеристики, струму запису лопчнея «1» та струму заслону вщ дози опромшення 7 - квантами та потоком нейтрошв. Проведош педавняння з аналоичними зало-жностями для прилад1в на баз1 монокриста-лових нашвпровщнишв показують, що засто-сування аморфних нашвировщнишв для побу-дови елементв пам'ят забозпечус шдвшцення раццащйнсм стйкостп
Перелж посилань
1. Волоус Л.Н. Космическая электроника / Л.Н. Волоус, В.Л. Солодуха, C.B. Шводов // Монография в двух частях: Москва: Техносфера. - "2015. 696 с.
Рад1ащйиостшкий запам:ятовуючий upucrpifl na 6a:si халькогешдиого склошшбиого иашвировщиика
83
2. Prinzie .1. Optimal Physical Implementation of Radiation Tolerant High-Speed Digital Integrated Circuits in Deep-Submicron Technologies / Jeffrey Prinzie, Karel Appels, Szymon Kulis // Electronics. - "2019. - Vol. 8, No. 4. - pp. 432. doit 10.3390/ electronics8040432
3. Kyungsoo .leong Radiation-Hardened Instrumentation Amplifier for Sensor Readout Integrated Circuits in Nuclear Fusion Applications / Kyungsoo .leong, Duckhoon Ro, Owanho Lee, Myounggon Kang and Hyung-Min Lee // Electronics. 2018. Vol.7, No. 12. pp. 429. doi: 10.3390/electronics7120429
4. Bjorn Van Bockel Radiation Assessment of a 15.6 ps Single-Shot Time-to-Digital Converter in Terms of T1D / Bjorn Van Bockel, .Jeffrey Prinzie and Paul Leroux // Electronics. - 2019. - Vol. 8, No. 5. - pp. 558, doi: 10.3390/ electronics8050558
5. Wong H.-S. P. Phase Change Memory / H.-S. Philip Wong et al. // Proceedings of the IEEE. 2010. Vol. 98, No 12. pp. 2201-2227.
6. Rajendran B. Phase change memory technology [Еле-ктрошши ресурс] / Bipin Rajendran [et ai.] / IBM Research. 2009. Режи доступу: http : //www. itrs. net/ITWG/Beyond_CM0S/2010Memory_April/Proponent/ NanowirePCRAM.pdf
7. Кичак В.M. Шдвшцеипя paaiauifiiio'i CT'ifiKOCT'i eiiepro-пезалежпих заиаьгятовуючих пристрош на баз! халь-когешдиих склошшбиих иашвировщииктв / В.M. Кичак, 1.В. Слободяи, В..il. Вовк // BiciiUK вшиицького иолггехшчиого ¡иституту. - 2019. - JY" 4 (145). с.116-123.
8. Мамедов А.К. Расчет тоикоилеиочиых транзисторов с затвором Шоттки иа основе аморфного полупроводника / А.К. Мамедов, Э.А. Алескеров, В.В. Ковальчук // Технология и конструирование в електрошшй аппаратуре. - 2003. - №2. - с". 18-21.
9. Зи С. Физика полупроводниковых приборов / С. Зи . - М. : Мир, 1984. " 456 с.
10. Лазар А.11. Моделирование радиоциошшй стойкости элементов логических КМОП интегральных микросхем / Лазар А.П., Коршунов Ф.11. // Доклады ВГУИР. - 2013. - № 5 (75).
11. Попович А. Халькогеиидиая энергонезависимая память CRAM / А. Попович // Компоненты и технологии. 2010. № 2 (103). <:!о2 54.
References
[1] Belous A.N., Solodukha V.A. and Shvedov S.V. (2015) Kosmicheskaya elektronika [Space electronics], Moskow, Tekhnosfera, 696 p.
[2] Prinzie .1., Appels K. and Kulis S. (2019) Optimal Physical Implementation of Radiation Tolerant High-Speed Digital Integrated Circuits in Deep-Submicron Technologies. Electronics.. Vol. 8, Iss. 4, pp. 432. DOI: 10.3390/electroni-cs8040432
[3] .leong K„ Ro D., Lee C„ Kang M. and Lee H. (2018) A Radiation-Hardened Instrumentation Amplifier for Sensor Readout Integrated Circuits in Nuclear Fusion Applications. Electronics, Vol. 7, Iss. 12, pp. 429. DOI: 10.3390/electronics7120429
[4] Bockel B.V., Prinzie .1. and Leroux P. (2019) Radiation Assessment of a 15.6ps Single-Shot Time-to-Digital Converter in Terms of T1D. Electronics, Vol. 8, Iss. 5, pp. 558. DOI: 10.3390/electronics8050558
[5] Wong H.P., Raoux S., Kim S., Liang .1., Reifenberg .I.P., Rajendran В., Asheghi M. and Coodson K.E. (2010) Phase Change Memory. Proceedings of the IEEE, Vol. 98, Iss. 12, pp. 2201-2227. DOI: 10.1109/jproc.2010.2070050
[6] Rajendran B. (2009) Phase change memory technology, IBM Research. Available at: http: //www.itrs.net/ITMG/Beyond_CM0S/2010Memory_April/ Proponent/Nanowire%20PCRAM.pdf
[7] Kychak V.M., Slobodian l.V. and Vovk V.L. (2019) Improvement of Radiation Stability of Energy-dependent Storage Devices Based on Chalcogenide Classy Semiconductors. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, Vol. 145, Iss. 4., pp.116-123. DOI: 10.31649/1997-92662019-145-4
[8] Mamedov A.K., Aleskerov E.A. and Koval:chuk V.V. (2003) Raschet tonkoplenochnykh tranzistorov s zatvorom Shottki na osnove amorfnogo poluprovodnika [Calculation of thin-film transistors with Schottky gate based on amorphous semiconductor], Tekhnologiya i konstruirouanie v elektronnoi apparature, No 2, pp. 18-21.
[9] Zi S. (1984) Fizika poluprouodnikouykh priborou [Physics of semiconductor devices], Moskow, Mir, 456 p.
[10] Lazar A.P. and Korshunov F.P. (2013) Radiation resistance simulation of logical cmos integrated circuits elements. Doklady BGUlti, Iss. 5(75). pp. 17-23.
[11] Popovich A. (2010) Khal:kogenidnaya energonezavisi-maya pamyat/ CRAM [Chalcogenide non-volatile CRAM memory], Komponenty i tekhnologii. No (103), pp. 52 54.
Радиационностойкое запоминающее устройство на базе халькогенидного стеклообразного полупроводника
Кычак В. М., Слободяи И. В., Вовк В. Л.
Предложена структура ячейки памяти, в которой как элемент развязки, используется топкоплепочпый полевой транзистор с барьером Шоттки па основе аморфного полупроводника, а как переключающий элемент - пленка халькогепидпого стеклообразного полупроводника. Разработана физическая модель ячейки памяти. Проведено исследование зависимости параметров транзистора и ячейки памяти от дозы облучения потоком нейтронов и 7 - квантов. Показано, что при изменении дозы облучения потоком нейтронов крутизна сток-затворпой характеристики (СЗХ) уменьшается па 10% при дозах порядка 1015 н/с, в то же время коэффициент
передачи биполярного п—р—п транзистора уменьшается 1013
значительном повышении радиационной стойкости предложенной ячейки памяти. При облучении 7 - квантами в диапазоне до 2,6 Мрад крутизна СЗХ предложенной структуры меняется лишь па 10%. В случае использования, как элемента развязки, полевого транзистора с изолированным затвором, крутизна СЗХ уменьшается па 50%. Показано, что ток записи информации предложенной структуры при изменении дозы потока 7-квантов до 2,6 Мрад изменяется примерно па 10%, в
84
Kychak V. M., Slobodyan I. V., Vovk V. L.
то же время, в случае применения полевого транзистора с изолированным затвором, ток записи информации меняется на 50%. Показано зависимость тока затвора от дозы облучения 7 - квантами. При изменении дозы облучения от 0 до 2,6 Мрад ток затвора меняется лишь на 10%, что свидетельствует о высокой устойчивости предложенной структуры к действию проникающей радиации.
Ключевые слова: аморфный полупроводник; халь-когенидние стеклообразние полупроводники; радиационная стойкость; ячейка памяти; доза облучения; 7-кванты; пленочный полевой транзистор; переход Шот-тки
Radiation-Resistant Memory Device Based on Chalcogenide Glassy Semiconductor
Kychak V. M., Slobodyan I. V., Vovk V. L.
A memory cell structure is proposed that uses a Schottky barrier thin film transistor based on an amorphous semiconductor as a junction element, and a chalcogenide glassy semiconductor film as a switching element. A physical storage cell model has been developed. The dependence of the transistor and memory cell parameters on the dose
of neutron flux and 7 - quanta was investigated. It is shown that when the dose of neutron irradiation is changed, the steepness of the drain-gate characteristic (DGC) decreases by 10% at a dose of the order of 1015 n/s, at the same time, the transfer coefficient of the bipolar n — p — n transistor decreases by 20% already at doses of 1013n/s, indicating a significant increase in the radiation resistance of the proposed memory cell. In the case of irradiation with 7-quanta in the range up to 2.6 Mrad, the steepness of the DGC of the proposed structure changes by only 10%. When used as an isolation element, a field-effect transistor with an insulated gate, the slope of the DGC is reduced by 50%, that it is bad result. It is shown that the current of recording information of the proposed structure when changing the dose of 7 - quantum flux to 2.6 Mrad changes by about 10%, at the same time, in the case of using a field-effect transistor with an isolated cover, the information recording current changes by 50%. The study of the dependence of the gate current on the dose of 7 - quanta is showed. When the radiation dose changes from 0 to 2.6 Mrad, the gate current changes only by 10%, which indicates the high resistance of the proposed structure to the action of permeable radiation.
Key words: amorphous semiconductor; chalcogenide glassy semiconductors; radiation resistance; memory cell; irradiation dose; 7 - quanta; film transistor; Schottky junction
