Запоминающее устройство с диэлектрическим слоем на основе пленок диэлектриков и способ его получения

Изобретение относится к области полупроводниковой нанотехнологии и может быть использовано для прецизионного получения тонких и сверхтонких пленок полупроводников и диэлектриков в микро- и оптоэлектронике, в технологиях формирования элементов компьютерной памяти. Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия, надежности и создание структуры с управляемыми характеристиками захвата и хранения зарядовой информации, увеличение ее объема и плотности. Сущность изобретения: в запоминающем устройстве с диэлектрическим слоем на основе пленок диэлектриков, содержащем полупроводниковую подложку, диэлектрический слой, проводящий слой и токоподводящие электроды, диэлектрический слой состоит из первой пленки широкозонного диэлектрика, наносимой на поверхность полупроводниковой подложки, пленки узкозонного диэлектрика и второй пленки широкозонного диэлектрика. Предложен также способ получения запоминающего устройства. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области полупроводниковой нанотехнологии, в частности, к области тонкопленочного материаловедения, и может быть использовано для прецизионного получения тонких и сверхтонких пленок полупроводников и диэлектриков в микро- и оптоэлектронике, в технологиях формирования элементов компьютерной памяти, при создании энергонезависимых перепрограммируемых запоминающих устройств (electrically erasable programmable read only memory - EEPROM).

В настоящее время известны два вида ФЛЭШ-памяти: на основе плавающего затвора и на основе нитрида кремния. В обоих случаях информация записывается в двоичном коде (0 или 1), например, состоянию «1» соответствует наличие избыточного заряда в диэлектрическом слое, который формируется путем инжекции носителей заряда в диэлектрический слой и их последующего захвата на соответствующие центры, расположенные в объеме диэлектрического слоя. Состоянию «0» в этом случае соответствует отсутствие заряда в окисном слое. Переход из одного состояния в другое происходит за счет подачи напряжения соответствующей величины и полярности на металлический электрод.

Известен элемент памяти для электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства [1] на кремниевой основе с нанесенными на нее туннельным, запоминающим и блокирующим слоями, последний из которых выполнен из диэлектрика с большим значением диэлектрической проницаемости в диапазоне 4,5-4000; туннельный слой выполнен из оксида или оксинитрида кремния толщиной 1-5 нм. Однако в известном устройстве информационный заряд накапливается в объеме нитрида кремния на ловушечных центрах захвата, поэтому точное его распределение остается неизвестным. Это влияет на точность и надежность запоминающего устройства.

Известен элемент памяти типа «SONOS» для электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства [2], имеющий кремниевую подложку с последовательно выполненными на ней слоями: туннельным, запоминающим и из диэлектрика с нанокластерами, блокирующий слой и проводящий электрод. Блокирующий слой у известного устройства выполнен из диэлектрика с большим значением диэлектрической проницаемости в диапазоне 4,5-4000, а кремниевая подложка содержит исток и сток. Туннельный слой в этом устройстве может быть выполнен из оксида или оксинитрида кремния толщиной 1,0-10,0 нм, а запоминающий слой - из диэлектрика с нанокластерами, причем нанокластеры могут быть выполнены из полупроводника или из металла. Однако в известном устройстве недостаточно высокие надежность запоминающего устройства и стабильность его памяти.

Известно запоминающее устройство [3], наиболее близкое к заявляемому, выполненное на основе нитрида кремния с использованием в качестве блокирующего слоя диэлектриков ZrO₂ и Al₂O₃ и альтернативных диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью (10-50), такие как ZrO₂, HfO₂, Ta₂O₅, Al₂O₃, BaSrTiO₃, которые в настоящее время рассматриваются как кандидаты на замену двуокиси кремния в полевых транзисторах и конденсаторах оперативных заменяющих устройств. Информационный заряд в известном устройстве накапливается на нанокластерах, специально вводимых в диэлектрический слой. Изменение состояния происходит при инжекции заряда пороговой величины в слой нитрида кремния (Si₃N₄). Это запоминающее устройство работает в режиме двух устойчивых состояний 0-1 (т.е. да - нет), поэтому оно фиксирует только факт: есть заряд или нет заряда. Величина его не влияет на информацию.

Недостатками известного устройства являются недостаточно высокий объем записываемой и хранимой зарядовой информации (ее количественные и качественные характеристики), быстродействие и надежность.

Заявленное устройство свободно от этих недостатков.

Технический результат заявляемого устройства состоит в повышении быстродействия, надежности и создании структуры с управляемыми характеристиками захвата и хранения зарядовой информации, увеличения ее объема и плотности (на 1 ед. площади подложки), что особенно важно для целей оптоэлектроники для преобразования разного уровня светового сигнала в пропорциональный электрический сигнал.

Указанный технический результат достигается тем, что в запоминающем устройстве с диэлектрическим слоем на основе пленок диэлектриков, содержащем полупроводниковую подложку, диэлектрический слой, проводящий слой, токоподводящие электроды, в соответствии с заявленным изобретением диэлектрический слой состоит из первой пленки широкозонного диэлектрика, наносимой на поверхность полупроводниковой подложки, пленки узкозонного диэлектрика и второй пленки широкозонного диэлектрика.

Кроме этого, указанный технический результат достигается тем, что пленки широкозонного диэлектрика выполнены из материала с относительной диэлектрической проницаемостью 8-15.

Помимо этого, указанный технический результат достигается тем, что пленка узкозонного диэлектрика выполнена из материала с относительной диэлектрической проницаемостью 20-40.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что толщину пленки широкозонного диэлектрика выбирают равной 5-95 нм.

Вместе с тем, указанный технический результат достигается тем, что толщину пленки узкозонного диэлектрика выбирают равной 1-3 нм.

Помимо того, указанный технический результат достигается тем, что пленки щирокозонных диэлектриков и пленка узкозонного диэлектрика изготовлены из оксидов металлов.

При этом указанный технический результат достигается тем, что в качестве оксидов металлов для широкозонных диэлектриков используют оксиды алюминия, гафния, циркония.

Кроме того, в качестве оксидов металлов для узкозонного диэлектрика используют оксиды титана, тантала.

Отличие заявляемого устройства, позволяющего достигнуть указанный технический результат, состоит в принципиально ином по сравнению с прототипом диэлектрике, который имеет узкозонный диэлектрик, расположенный в заданном месте и заданной толщины, в объеме широкозонного диэлектрика, что позволяет менять не только механические характеристики устройства, но (что особенно важно) управлять электрическими параметрами, изменяя тем самым объем записываемой и хранимой информации, повышая при этом быстродействие и надежность всего устройства.

Известны способы получения запоминающих устройств с диэлектрическим слоем на основе пленок диэлектриков.

Известен способ изготовления энергонезависимого устройства памяти [4], наиболее близкий к заявляемому способу и выбранный в качестве прототипа. Сущность этого способа состоит в том, что на поверхности подложки последовательно формируются сначала нижний (изолирующий) и затем проводящий слои. Шаблон проводящего слоя формируют путем удаления части проводящего слоя путем травления нижнего изолирующего слоя. Одновременно формируются прокладки на боковых поверхностях шаблона проводящего образца. Прокладки формируются из полимеров в результате травления проводящего слоя. Сформированный самый нижний изолирующий слой удаляется; на его месте формируют нижний шаблон изолирующего слоя. Далее, шаблон проводящего слоя прокладки удаляется. После этого шаблоны проводящего слоя и прокладки удаляются. Соответственно ширина линии туннельного окна, которое определено шаблоном изолирующего слоя, становится узкой.

Недостатками известного способа получения запоминающего устройства являются длительность и сложность формирования составного диэлектрического слоя за счет использования разных технологических циклов, что приводит к формированию двух дополнительных межфазовых границ, способных неконтролируемым образом захватывать и сохранять (даже в цикле перезаписи) заряд, что, в целом, значительно снижает надежность данного устройства. Кроме того, величина заряда в данном устройстве не содержит емкой информации (качественной и/или количественной), которая известным способом дается только в виде факта наличия в диэлектрическом заряда (больше касается определенной толщины) - логическая единица «да - нет».

Заявляемый способ получения запоминающих устройств свободен от этих недостатков. По сравнению с прототипом заявленное изобретение позволяет существенно увеличивать объем, плотность, а также качество и количество записываемой и хранимой информации, которая может содержаться и в величине инжектированного в составной диэлектрик заряда и хранящегося в области локализации узкозонного диэлектрика.

Наиболее важным достоинством заявляемого способа является реальная возможность управления величиной захваченного заряда при неизменных условиях инжекции по заранее задаваемому пространственному положению узкозонного диэлектрика относительно полупроводниковой подложки и повышение стабильности элементов памяти.

Технический результат заявляемого способа состоит в существенном увеличении информативности о качественных и количественных характеристиках объекта за счет создания структуры с управляемыми характеристиками захвата и хранения зарядовой информации, увеличения ее объема и плотности (на 1 ед. площади подложки), что приводит к повышению быстродействия и надежности способа и полученного на его основе запоминающего устройства, а также реальная возможность управления величиной захваченного заряда при неизменных условиях инжекции по произвольно задаваемым пространственным положениям узкозонного диэлектрика относительно полупроводниковой подложки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления запоминающего устройства с диэлектрическим слоем на основе пленок диэлектриков, состоящем в нанесении на поверхность полупроводниковой подложки диэлектрического и проводящего слоев и присоединении токоподводящих электродов, в соответствии с заявленным изобретением диэлектрический слой формируют последовательным нанесением на поверхность полупроводниковой подложки методом молекулярного наслаивания при температуре 200-300°С первой пленки широкозонного диэлектрика, пленки узкозонного диэлектрика и второй пленки широкозонного диэлектрика.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что пленку диэлектрика наносят путем последовательной многократной обработки поверхности предварительно сформированной пленки парами реагентов-прекурсоров в смеси с газом-носителем с промежуточным удалением избытка реагентов-прекурсоров и продуктов реакции.

Помимо этого, указанный технический результат достигается тем, что в качестве реагентов-прекурсоров для пленки широкозонного диэлектрика используют пары тримитилалюминия и воды в смеси с газом-носителем.

Вместе с тем, указанный технический результат достигается тем, что в качестве реагентов-прекурсоров для пленки узкозонного диэлектрика используют пары четыреххлористого титана и воды.

При этом указанный технический результат достигается тем, что качестве газа-носителя выбирают водород, азот, инертные газы.

Сущность заявляемого устройства поясняется Фиг.1 (а), Фиг.1 (б) и Фиг.1 (в), на которых представлена схема формируемой структуры для элемента памяти запоминающего устройства. Каждая из представленных схем состоит из одних и тех же элементов и визуально они отличаются только расположением в них одного из элементов устройства - узкозонного диэлектрика. Запоминающее устройство состоит из полупроводниковой подложки (1), широкозонного диэлектрика заданной толщины, который состоит условно из двух частей, одна из которых (2) расположена [Фиг.1 (а)] на подложке и отделяется узкозонным диэлектриком («прослойкой») (3) от второй части широкозонного диэлектрика (4), расположенным между узкозонным диэлектриком (3) и полевым электродом (5).

Разное расстояние между узкозонным диэлектриком (4) и подложкой (1) и/или узкозонным диэлектриком (3) и полевым электродом (5) отражает предварительно заданные условия управления объемом записываемой и хранимой информации.

Конструктивная особенность заявляемого устройства состоит в том, что «прослойка» (узкозонный диэлектрик) находится на разном расстоянии от подложки, причем величина захваченного заряда монотонно зависит от конкретного расстояния и определяется величиной этого расстояния при прочих равных условиях. В примерах на Фиг.1 будут рассмотрены только 3 положения, отличающиеся сильно захватом, но возможности расположения прослойки - неограниченное число, т.к. узкозонный диэлектрик может располагаться на разных расстояниях от подложки и иметь разную толщину.

Основное достоинство и преимущество заявляемого изобретения состоит в расширении его функциональных возможностей: одновременном получении качественных и количественных характеристик, существенном расширении объема и плотности записываемой и хранимой информации. Такое устройство в отличие от прототипа позволяет записывать информацию как в цифровой форме - по наличию или отсутствию заряда в слоистом диэлектрике [качественная характеристика - логические 0 и 1 (т.е. режим двух устойчивых состояний 0-1 «да - нет»], так и в аналоговой форме - по величине этого заряда (количественная характеристика).

Примеры конкретной реализации.

Технический результат заявленного изобретения был подтвержден многочисленными экспериментальными исследованиями, проводимыми в лабораториях Санкт-Петербургского государственного университета.

На Фиг.1 (а, б, в) - Фиг.6 иллюстрируются конкретные результаты экспериментальных исследований, подтверждающих указанный технический результат, получаемый заявленным изобретением. Диэлектрик во всех трех примерах выбран толщиной 100 нм.

Слоистый диэлектрик (гетерооксид) был изготовлен на основе матрицы оксида алюминия, в которую в едином процессе синтеза были помещены сверхтонкие слои (4 монослоя - минимальная толщина, при которой формируется элементарная структурная ячейка вещества с характерными для него физико-химическими свойствами) оксида титана (оксида хрома). Была синтезирована серия образцов, в которых слои оксида титана находились на расстояниях 5 нм, 50 и 95 нм от кремниевой подложки при неизменной общей толщине диэлектрика - 100 нм. На Фиг.1 (а), Фиг.1 (б) и Фиг.1 (в) представлена схема структур кремний-диэлектрик-алюминий со слоистым диэлектрическим слоем:

Фиг.1 (а): Al₂О₃ (5 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂О₃ (95 нм)

Фиг.1 (б): Al₂O₃ (50 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂О₃ (50 нм)

Фиг.1 (в): Al₂O₃ (95 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (5 нм)

Синтез слоев диэлектрика осуществлялся методом молекулярного наслаивания. Пленка оксида алюминия задаваемой и/или необходимой толщины синтезировалась при температуре 300°С, затем температуру подложки снижали до 250°С и путем подачи соответствующих реагентов синтезировали 4 монослоя оксида титана, далее температуру повышали до 300°С и при соответствующей замене реагентов синтезировали слой оксида алюминия требуемой толщины. Аналогичным образом были синтезированы структуры, содержащие в качестве узкозонного диэлектрика слои оксида хрома. В качестве полевого электрода использовался термически напыленный через соответствующую маску алюминий.

На Фиг.2 и Фиг.3 представлены зависимости величины эффективного захваченного в диэлектрическом слое заряда в структурах со слоистыми диэлектриками от напряжения на полевом электроде. Положительное напряжение на полевом электроде соответствует инжекции носителей заряда в диэлектрический слой из кремниевой подложки. Как видно из представленных зависимостей (Фиг.2 и Фиг.3), величина захваченного заряда в структурах со слоистым диэлектрическим слоем существенно превышает заряд, который может накапливаться в слое оксида алюминия той же толщины при напряжениях на полевом электроде менее 25 В - рабочий диапазон данного элемента памяти. Результаты экспериментальных исследований показывают, что существенное влияние на величину эффективного заряда в слоистом диэлектрике оказывало пространственное расположение слоя узкозонного диэлектрика. Максимальная величина заряда наблюдалась в структурах, в которых слои оксида титана и оксида хрома были расположены вблизи инжектирующего электрода - кремниевой подложки. Эффективности захвата носителей заряда в случае использования различных узкозонных диэлектриков близки, как видно из Фиг.2 и Фиг.3, по величине и характеру зависимости от напряжения на полевом электроде.

На Фиг.2 зависимость величины захваченного заряда в структуре кремний-слоистый диэлектрик от напряжения на полевом электроде:

1) Al₂O₃ (5 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (95 нм)

2) Al₂О₃ (50 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂О₃ (50 нм)

3) Al₂O₃ (95 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (5 нм)

4) Al₂O₃ (100 нм)

На Фиг.3 зависимость величины захваченного заряда в структуре кремний-слоистый диэлектрик от напряжения на полевом электроде:

1) Al₂O₃ (5 нм) - CrO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (95 нм)

2) Al₂O₃ (50 нм) - CrO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (50 нм)

3) Al₂O₃ (95 нм) - CrO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (5 нм)

4) Al₂O₃ (100 нм)

Повышение стабильности элементов памяти реализуется за счет локализации заряда электронов в узкозонном диэлектрике в отличие от известных устройств. На Фиг.4 представлена зависимость эффективного захваченного заряда в структурах со слоистым диэлектрическим слоем от напряжения, приложенного к полевому электроду. Из Фиг.4 видно, что структуры со слоистым диэлектриком, подвергнутым отжигу при полевых воздействиях, эффективно захватывали заряд, на величину которого оказывало влияние пространственное положение слоя узкозонного диэлектрика (оксида титана). Уменьшение величины захваченного заряда в структурах после термообработки связано с диффузионным размытием профиля структур и, как следствие, снижением эффективности процесса захвата заряда. Результаты экспериментальных исследований показали возможность заявленным устройством сохранять (записывать) заряд в пленке Al₂O₃ в узкозонном диэлектрики даже после длительного отжига в атмосфере кислорода, чего не наблюдается в пленке, не содержащей узкозонной прослойки в широкозонном диэлектрике.

На Фиг.4 зависимость величины захваченного заряда в структуре кремний-слоистый диэлектрик после ее термообработки от напряжения на полевом электроде.

1) Al₂O₃ (5 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (95 нм)

2) Al₂O₃ (50 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (50 нм)

3) Al₂O₃ (95 нм) - TiO₂ (1 нм) - Al₂O₃ (5 нм)

4) Al₂O₃ (100 нм).

Синтез пленок оксида алюминия, титана и хрома осуществлялся методом молекулярного наслаивания. Важнейшим отличительным признаком этого метода является саморегуляция процесса, состоящая в остановке роста слоя после завершения синтеза одного монослоя вещества и его возобновлении только при поступлении внешнего сигнала о продолжении роста. Такой синтез является ступенчатым (digital), и толщина получаемых пленок зависит не от длительности проведения процесса роста, как в других способах, а от числа повторяющихся циклов роста. Осуществляя необходимое число циклов реакций молекулярного наслаивания, можно синтезировать слой вещества заданной толщины с точностью до одного монослоя. Используя на разных стадиях МН различные соединения, можно наносить на поверхность один или несколько монослоев структурных единиц одного рода в заданной последовательности с монослоями структурных единиц другой химической природы. Это обеспечивает расположение по заданной программе химически связанных между собой слоев различных атомов. Температурный диапазон, в котором происходит монослойный рост пленки за один цикл молекулярного наслаивания, так называемое "окно процесса", является индивидуальным свойством каждого реагента и каждого материала пленки. Таким образом, в каждом конкретном случае "окно процесса" устанавливается экспериментально. Для выявления "окна процесса" при синтезе слоев оксида алюминия при температурах подложки 20-300°С эллипсометрически определяли толщину получаемого слоя оксида алюминия в зависимости от числа циклов молекулярного наслаивания.

Такая зависимость для различных температур подложки приведена на Фиг.5, из которой видно, что экспериментальные точки хорошо укладываются на линейную зависимость, тангенс угла которой определяется температурой синтеза. Линейное увеличение толщины синтезируемой пленки от числа циклов свидетельствовало о равномерном процессе их роста, а тангенс наклона данной прямой характеризовал толщину слоя, формируемого за один цикл.

На Фиг.6 приведена зависимость толщины слоя, формируемого за один цикл, от температуры синтеза. Из чертежа видно, что в диапазоне температур 150-300°С толщина синтезируемого слоя оксида алюминия близка к монослойному покрытию, что позволило установить температурный диапазон, соответствующий "окну процесса" в этом случае. Аналогично были установлены "окна процесса" для синтеза оксидов титана и хрома. Полученные данные позволяют формировать структуры со слоистыми диэлектриками, задавая их толщины с точностью до одного монослоя.

Это хорошо видно из Фиг.5, на которой представлена зависимость толщины синтезируемого слоя оксида алюминия от числа циклов наслаивания при различных температурах синтеза: 1 - 20, 2 - 85, 3 - 150, 200, 240, 4 - 300°С и из Фиг.6, на которой представлена зависимость толщины слоя оксида алюминия, синтезированного за один цикл от температуры синтеза.

Необходимые условия управлением синтеза состоят в следующем. Реакции между функциональными группами подложки и молекулами реагента, поступающими из газовой фазы, должны быть необратимыми, а число последовательных реакций должно быть не менее двух. В результате каждого взаимодействия с подложкой химически связывается новая структурная единица, содержащая активные функциональные группы, участвующие в последующей реакции. В промежутках между реакциями обязательно должны удаляться продукты реакции и избыток реагентов. Наличие функциональных групп на поверхности подложки на каждой стадии синтеза позволяет многократно повторять циклы реакций МН и синтезировать вещество, наслаивая монослой за монослоем до любой задаваемой (требуемой) толщины. Главное достоинство предлагаемого изобретения состоит в том, что можно по желанию процессом управлять, т.е. на любом цикле получения запоминающего устройства можно изменить химический состав используемых реагентов и получать слои другого нужного (задаваемого) химического состава. Такое чередование реагентов по выбранной программе позволяет синтезировать многослойные структуры с регулированием химического состава и толщины с предельной точностью в один монослой вещества.

Заявляемое изобретение в отличие от аналогов и прототипа позволяет в едином цикле выращивать пленку любой суммарной толщины, внутрь которой встраивается на любом желаемом (необходимом) расстоянии от подложки слои другого химического состава (т.е. отличные от основной пленки). При этом точность задается процессом синтеза и равна одному моноатомному слою.

По сравнению с прототипом заявленное изобретение позволяет существенно увеличивать объем, плотность, а также качество и количество записываемой и хранимой информации, которая может содержаться и в величине инжектированного в составной диэлектрик заряда и хранящегося в области локализации узкозонного диэлектрика.

Наиболее важным достоинством заявляемого способа является реальная возможность управления величиной захваченного заряда при неизменных условиях инжекции по заранее задаваемому пространственному положению узкозонного диэлектрика относительно полупроводниковой подложки и повышение стабильности элементов памяти.

Заявляемое изобретение, как следует из результатов экспериментальных исследований, позволяет существенно увеличить информативность о качественных и количественных характеристиках объекта за счет создания структуры с управляемыми характеристиками захвата и хранения зарядовой информации, увеличить объем и плотность информации, а также повысить быстродействие и надежность запоминающего устройства и способа его получения. Появляется уникальная и реальная возможность осуществлять заявленным изобретением выращивание диэлектрика запоминающего устройства разной толщины и разного химического состава в едином цикле (изменяя химический состав прекурсоров), а также управление величиной захваченного заряда при неизменных условиях инжекции по произвольно задаваемым (и/или необходимым в производственном цикле) пространственным положениям узкозонного диэлектрика относительно полупроводниковой подложки, повысить объем и плотность запоминаемой и хранимой информации, расширить функциональные возможности запоминающего устройства за счет качественных и количественных показателей.

Кроме того, можно отметить, что заявленное изобретение позволяет изготовить матрицу из множества пикселей с различными характеристиками захвата (заранее задаваемыми в процессе изготовления пленки) и реальный оптический сигнал, поступающий из объектива на матрицу разлагать на множество отдельных, отличающихся друг от друга на известную величину [например, по аналогии с призмой разлагает солнечный свет по длине волны, цвету и т.п., так и заявленные запоминающее устройство и способ могут разложить по яркости (интенсивности)], что, как уже указывалось выше, приводит к повышению быстродействия, увеличению скорости наращивания тонких пленок за счет быстрого и полного удаления образующихся в рабочей камере продуктов реакции, которые образуются в процессе нанесения пленок, а также получении равномерной толщины тонких пленок на подложках большого диаметра.

Список использованной литературы

1. Заявка на выдачу патента РФ на изобретение «Элемент памяти для электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства» (№ 2003103143).

2. Заявка на выдачу патента РФ на изобретение «Элемент памяти для электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства» (№ 2003109077/09).

3. В.А.Гриценко, К.А.Насыров, Ю.Н.Новиков, А.Л.Асеев. Элемент памяти на основе кремниевых кластеров в альтернативном диэлектрике. Физика и Техника Полупроводников, т.39, вып.6, с.748-753, 2005) - прототип (к п.1 формулы).

4. Patent No.: US 7105455 B2; Sep.12, 2006 - прототип (к п.2 формулы).

1. Запоминающее устройство с диэлектрическим слоем на основе пленок диэлектриков, содержащее полупроводниковую подложку, диэлектрический слой, проводящий слой, токоподводящие электроды, отличающееся тем, что диэлектрический слой состоит из первой пленки широкозонного диэлектрика, наносимой на поверность полупроводниковой подложки, пленки узкозонного диэлектрика и второй пленки широкозонного диэлектрика.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пленки широкозонного диэлектрика выполнены из материала с относительной диэлектрической проницаемостью 8-15.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что пленка узкозонного диэлектрика выполнена из материала с относительной диэлектрической проницаемостью 20-40.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что толщину пленки широкозонного диэлектрика выбирают равной 5-95 нм.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что толщину пленки узкозонного диэлектрика выбирают равной 1-3 нм.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что пленки щирокозонных диэлектриков и пленка узкозонного диэлектрика изготовлены из оксидов металлов.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве оксидов металлов для широкозонных диэлектриков используют оксиды алюминия, гафния, циркония.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в качестве оксидов металлов для узкозонного диэлектрика используют оксиды титана, тантала.

9. Способ получения запоминающего устройства с диэлектрическим слоем на основе пленок диэлектриков, состоящий в нанесении на поверхность полупроводниковой подложки диэлектрического и проводящего слоев и присоединении токоподводящих электродов, отличающийся тем, что диэлектрический слой формируют последовательным нанесением на поверхность полупроводниковой подложки методом молекулярного наслаивания при температуре 200-300°С первой пленки широкозонного диэлектрика, пленки узкозонного диэлектрика и второй пленки широкозонного диэлектрика.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что пленку диэлектрика наносят путем последовательной многократной обработки поверхности предварительно сформированной пленки парами реагентов-прекурсоров в смеси с газом-носителем с промежуточным удалением избытка реагентов-прекурсоров и продуктов реакции.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве реагентов-прекурсоров для пленки широкозонного диэлектрика используют пары тримитилалюминия и воды в смеси с газом-носителем.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве реагентов-прекурсоров для пленки узкозонного диэлектрика используют пары четереххлористого титана и воды.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что в качестве газа-носителя выбирают водород, азот, инертные газы.