Влияние сильного электрического поля на электронные процессы в пленках g-As2Se3

Еганова, Елена Михайловна

Влияние сильного электрического поля на электронные процессы в пленках g-As2Se3 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Еганова, Елена Михайловна АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.10 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Влияние сильного электрического поля на электронные процессы в пленках g-As2Se3»

Автореферат диссертации на тему "Влияние сильного электрического поля на электронные процессы в пленках g-As2Se3"

ЕГАНОВА ЕЛЕНА МИХАЙЛОВНА

ВЛИЯНИЕ СИЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПЛЕНКАХ ¿'-Лз^ез

Специальность: 01.04. 10 -Физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 ДЕК 2011

Москва 2011

005003299

Работа выполнена на кафедре «Полупроводниковая электроника» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения Высшего профессионального образования Национального исследовательского университета "МЭИ"

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор

Воронков Эдуард Николаевич

доктор физико-математических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Казанский Андрей Георгиевич доктор технических наук, профессор Шерченков Алексей Анатольевич

Ведущая организация:

Учреждение Российской Академии Наук Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова

Защита состоится 21 декабря 2011 г. в ауд. К-102 в Г7 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.157.06 при ФГБОУ ВПО «НИУ МЭИ» по адресу: Москва, Красноказарменная ул., д. 14.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет НИУ МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИУ МЭИ.

Автореферат разослан «18» ноября 20Д г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.06

д.т.н., профессор .¿¡^ХлС--;.™*.-^- Мирошникова И. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП) были открыты в середине 50-х годов H.A. Горюновой и Б.Т. Коломийцем. Исследования свойств этих соединений стимулировали интерес к аморфным материалам и их применению. Усилиями теоретиков и экспериментаторов были разработаны основы физики полупроводниковых материалов с неупорядоченной структурой, что позволило понять особенности электронных процессов в них и приступить к созданию принципиально новых материалов с аморфной или близкой к ним структурой, обладающих уникальными электронными свойствами.

Несмотря на значительные достижения, в направлении понимания свойств и применения некристаллических материалов вообще и стеклообразных в частности, сделан лишь первый шаг. Принципиальная особенность некристаллических полупроводников заключается в том, что в них возможна генерация метастабильных дефектов, взаимодействие которых может приводить к изменениям свойств материалов, в результате, возбуждение электронной системы может передаваться структурной матрице. Изучение механизмов, приводящих к возникновению долговременной электронной и структурной памяти, представляет принципиальный интерес, как с теоретической, так и прикладной точки зрения. Именно отсутствие метастабильности у классических стабильных полупроводников долгое время было одной из причин не востребованности ХСП, обусловленной непониманием происходящих в этих материалах процессов. Появление принципиально новых физических моделей этих материалов способствовало развитию экспериментальных исследований и применению аморфных материалов вообще и ХСП в частности.Существование метастабильных дефектов, их взаимодействие с ближайшим окружением, зависящее не только от состава материала и локальной температуры, но и от величины инжектированного заряда и напряженности электрического поля, приводит к передаче возбуждения от электронной подсистемы к структурной матрице, т.е. к процессам, слабо проявляющимся в кристаллах.

Метастабильность ХСП и ее применение в приборах из недостатка может стать достоинством. Разработчики вновь обратили внимание на функциональные двухэлектродные элементы памяти, и в ряде ведущих фирм начались разработки микросхем памяти на основе ХСП. Разработчиков привлекает, прежде всего, возможность создания на их основе элементов энергонезависимой памяти, высокая

радиационная стойкость которой открывает перспективу применения этих материалов в схемах специального назначения. Кроме того, широкозонные ХСП все шире используются в различных элементах оптоэлектроники и фотоники.

Основная цель работы заключается в исследовании влияния электрических полей на электронные процессы в тонких пленках g--As2Se3, в выяснении механизма

ИХ ЭЛ£КТ2Ит1£СХСГО пг)0бпст ™ пттллимнт г»лттт» тт»-.тг г./-.ovttiv/--. тт

X АЧ^ " ^V/.-tiJ. Wv.j.vmuu llpi* WAV/ UW-JXUliVnCESIlilH. ДЛЯ

достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Экспериментально исследовать нелинейные эффекты, возникающие в сильных электрических полях в g-As2Se3;

2. Экспериментально изучить динамику развития электрического пробоя исследуемого материала;

3. Экспериментально и теоретически изучить основные возможные механизмы пробоя исследуемого материала;

4. Создать модель пробоя тонких пленок g-As2Se3;

5. Провести анализ полученных результатов и оценить возможности их обобщения на другие материалы с аморфной структурой.

Объекты и методы исследований. В качестве объекта исследования, в данной работе выбран g-As2Se3. Выбор объясняется тем, что это материал обладает высоким сопротивлением, что значительно облегчает регистрацию всех изменений его электронных свойств. g-As2Se3 фактически стал классическим объектом для проверки моделей, описывающих различные физические свойства в халькогенидных стеклообразных соединениях. Он обладают сравнительно большой шириной запрещенной зоны, что позволяет применять его в оптических устройствах видимого диапазона. g-As2Se3 обладает низкой проводимостью, однако не настолько низкой, чтобы ее нельзя было регистрировать. Это дает возможность измерять различные, наведенные внешними воздействиями эффекты, и, в частности, эффекты, связанные с метастабилькостью дефектов. Именно метастабильность превращает As2Se3 в среду с памятью, исследование которой имеет не только научный, но и практический интерес.

Несмотря на то, что структурные и электрические свойства g-As2Se3 известны, исследование на них влияния сильных электрических полей находится в начальной стадии. Вместе с тем, в связи с постоянно идущим процессом уменьшения размеров активных областей электронных и оптических элементов, особое значение

приобретает ииформация об электронных процессах в высоких полях и природе электрического пробоя в ХСП.

Изучаемый материал, помимо познавательного, имеет и прикладное значение, так пленки g-As2Se:, находят применение в электрофотографии, волновой оптике, в качестве сред для оптической записи, в сенсорах. На их основе ведутся разработки

СПТКЧССКПХ ПСрСлЛЮЧаТСЛСй, ПрйбтНИКОВ ИК излучения и лр

Таким образом, исследование неравновесных электронных процессов в ХСП имеет не только научное, но и прикладное значение. Научная новизна:

1. На основе комплексного экспериментального и теоретического исследования предложен механизм пробоя пленок £-А52Зе3, базирующийся на допущениях о решающей роли собственных дефектов в формировании токового канала и порогового лавинного умножения и его развития.

2. Впервые отработана методика получения пленок £-А528е3, позволяющая получить микроплазменный пробой при малых напряжениях смещения.

3. Впервые выполнено исследование пленок ХСП, содержащих внедренные наночастицы золота. Показана зависимость электрической прочности пленок от размера и концентрации частиц.

Практическая ценность. Полученные результаты позволяют правильно интерпретировать эксперименты по исследованию электрических свойств ¿»-АвгБез и его аналогов в высоких электрических полях, что способствует пониманию физических процессов в этих материалах и расширению их применения в электронике, электротехнике, оптоэлектронике.

Достигнутые результаты исследований могут быть использованы в организациях, ведущих в настоящее время разработку активных волноводов, сенсоров, устройств преобразования информации на основе §-А828е3.

Результаты работы могут быть обобщены на другие многокомпонентные полупроводники и диэлектрики со структурой, близкой к структуре £-А,ч25е3.

Апробация работы. Материалы диссертации изложены в 21 работе, которые приведены в списке опубликованных работ, а также докладывались на следующих конференциях и семинарах:

1. Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Москва, 1-2 марта 2007 г., 28-29 февраля 2008 г

2. На научной сессии Центра хемотроники стекла им. В.В. Тарасова, посвященной 100-летшо со дня рождения профессора Б.Т. Коломийца, Москва, 15 апреля 2008г.

; 3. Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», - Санкт-Петербург, 7-9 июля 2008 г., 7-9 июля 2010 г.

4. Международная конференция 1C.ANS 23 Science

Я Т1П tPohnrilrirM/ \T«tT-iorlo>->/-i

August 23-28 2009. .

5. II Всероссийская школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы», Рязань 21-26 сентября 2009г„ 27 сентября - 2 октября 2010г.

6. Международный научно-методический семинар «Флукгуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах», Москва 2325 ноября 2009 г., 29 ноября - 1 декабря 2010 г.

7. 17-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика -2010», Зеленоград, 28-30 апреля 2010 г.

" 8. 4-я школа «Метрология и стандартизация в нанотехнологиях и наноиндустрии. Функциональные наноматериалы», Новосибирск, 26-29 апреля 2011 г. Личный вклад автора. Автору принадлежат основные идеи, положенные в основу модели пробоя g-As2Se3, при эхом им выполнены все эксперименты по ее доказательству, непосредственно составлены программы и выполнены численные расчеты по моделированию электронных процессов в пленках g-AsjSe,. Так же ему принадлежат идеи экспериментов, их реализация, включающая создание измерительных установок, получение и подготовку образцов к измерениям, сами измерения и их иитсрпретация.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Объяснение нелинейных зависимостей тока от приложенного электрического напряжения при разных температурах и толщинах, как в области низких так и высоких полей.

2. Модель электрического пробоя пленок g-AsjSej, базирующаяся на допущениях о решающей роли собственных дефектов в возникновении токового канала и подггорогового лавинного умножения в его развитии.

3. Результаты исследования впервые обнаруженного в пленках ХСП эффекта микроплазменного пробоя, возникающего при полях значительно меньших пробивного, и его объяснение.

4. Результаты впервые выполненных экспериментов по исследованию термостимулированных токов в свежеприготовленных пленках и их объяснение

5. Результаты впервые выполненных экспериментов по исследованию характеристик пробоя пленок §-Аб28сз с внедренными в них наночастицами золота, и их объяснение.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка публикаций автора, списка цитируемой литературы. Объем работы составляет 202 страница, включая 126 рисунков, 7 таблиц, 3 приложения. Список цитируемой литературы включает 151 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дано обоснование актуальности темы и практической значимости работы, а также сформулированы ее цели, научная новизна, перечислены положения, выносимые на защиту.

Первая глава содержит обзор литературы по теме диссертационной работы. В частности рассмотрены основные свойства стеклообразных полупроводников, описана структура ифизические свойства^-АзгЗез.

Электрофизические свойства ХСП в значительной степени отличаются от свойств классических полупроводниковых материалов, что объясняется особенностями их структуры, которые обусловлены тем, что в состав данных материалов входят элементы VI группы, создающие не поделенные пары.

Рассмотрено влияние состава на критерий стеклообразования и показано, что способность халькогепидных систем к стекдообразованшо и их физико-химические свойства, определяется характером химической связи между атомами-компонентами стекла, количеством ближайших соседей. Повышенной способностью к стеклообразованию в халькогенидных системах обладают соединения и сплавы с преимущественно ковалентным характером химической связи. Об этом

свидетельствует положение основных компонентов халькогенидных стекол в Периодической системе элементов. Они компактно размещаются в IV-VII группах соседних периодов. В эту группу входят и элементарные полупроводники — германий и кремний. При взаимодействии этих элементов составляющая ионной связи, которая затрудняет стеклообразование, должна быть минимальной.

Дано описание энергетического спектра электронов в р-Ах^е., и ппк-ячяно, что наличие неспаренных электронов наделяет ХСП следующими уникальными свойствами: трехзонной энергетической структурой; несоответствием плотности состояний валентной зоны и зоны проводимости в многокомпонентных соединениях; возможностью образования метастабильных дефектов за счет взаимодействия не поделенных электронных пар. Основной особенностью энергетического спектра некристаллических материалов, при потере дальнего порядка и наличии случайного поля, является возникновение локализованных состояний.

Рассмотрены возможные состояния точечного дефекта в виде оборванной связи атома халькогена в ХСП на основе известных моделей. Приведена классификация дефектов. Показано, что с помощью собственных дефектов можно объяснить такие особенности ХСП как фотоструктурные превращения при облучении светом с энергией порядка ширины запрещенной зоны Ее, значительный сдвиг пика спектра фотолюминесценции от края поглощения, особенности фотопроводимости.

Отдельно в литературном обзоре рассмотрен вопрос о влиянии сильных электрических полей на свойства и электропроводность £-А528е3 и ХСП в целом. Рассмотрены основные особенности электрического пробоя и, имеющего важное прикладное значение, эффект переключения ХСП.

На основании результатов анализа литературных данных, сделан вывод о том, что, имеющихся в публикациях данных недостаточно для понимания элекгронных процессов, происходящих в ХСП в сильных электрических полях, и приводящих к электрическому пробою халькогенидных стеклообразных полупроводников.

Во второй главе приведены данные о синтезе исходного материала, методах изготовления образцов, методах измерения их параметров, описана созданная, в рамках данной работы, измерительная аппаратура.

В качестве базового материала в работе использован селенид мышьяка (А525е3). Выбор этого материала объясняется тем, что он является наиболее типичными для материалов этого класса, его структура, физико-химические, электрические и

оптические свойства хорошо изучены, что позволяет сравнивать параметры образцов, предназначенных для измерений, с имеющимися в литературе параметрами "эталонов", а так же облегчает интерпретацию экспериментальных результатов и построение расчетных моделей.

Измерения выполнялись на пленках с толщиной от 100 им до 2 мкм, полученных при иякуумной конденсации термически испаряемого материала па подложках из стекла или кварца.

Для контроля поверхности использовались: растровый электронный микроскоп "ВБЗОО Те$1а" (мин.разр. 100 нм/см), атомно-силовой микроскоп "8о1уегРго-НТ-МДТ" (мин.разр. 10 нм/см). Для исследования элементного состава пленок использовался прибор Вгикег, который является дополнительным модулем растрового электронного микроскопа МоуаЫапоЗЕМ.

Электрические измерения в статическом режиме проводились в диапазоне токов от 10"ИА до 10"гА при помощи автоматизированной установки с использованием пикоамперметра «КЕННЬЕУ КЕ 6485». Для измерений в диапазоне температур от 100 К до 450 К использовался охлаждаемый жидким азотом вакуумный криостат. Для получения экспериментальных массивов данных использовалась измерительная плата ЫапопаИпБйитетйз 6014, данные с которой поступали на управляющий компьютер с программами, разработанными в среде ММа^аЬ. Математическая обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью стандартных математических пакетов. Так же была подготовлена и отлажена установка для измерения импульсных электрических характеристик образцов при длительности импульсов от 10 не до 100 не и амплитудой до 1 кВ.

В третьей главе изложены основные экспериментальные результаты.

Статические вольтамперные характеристики (ВАХ) измерялись как в планарной, так и в сэндвич структурной конфигурациях. Основная задача заключалась в изучении нелинейности, возникающей в сильных нолях и выяснении её природы. До полей порядка 104 В/см ВАХ большинства образцов были линейны. Далее возникала нелинейность и при полях превышающих 6-105В/см возникал пробой. Типичные ВАХ, измеренные для образцов различной толщины, во всем допустимом диапазоне токов приведены на рисунке 1.

Рисунок 1. Вольтамперные характеристики пленок ^-Ая^: 1 - 1 мкм, 2—1.5 мкм, 3-2 мкм(«+» на верхнем электроде)

На рисунке 2 приведены температурные зависимости тока, измеренные при различных напряжениях, приложенных к образцу. Полученные зависимости типичны для этого материал. Из графиков видно, что с повышением напряжения энергия активации падает, что характерно не только для этого материала, но и для других составов ХСП.

3-' 4 5 53 6

1000/Т,1/К

Рисунок 2. Пример зависимости электропроводности (при различных приложенных напряжениях) от температуры Образец № 134 (пленарная структура)

При режиме термоциклирования для ряда пленок были обнаружены термостимулированные токи, которые возникали при отсутствии внешней засветки. Особенностью измеренных зависимостей являлось наличие хорошо выраженных двух узких полос, форма которых изменялась в процессе термоциклирования (рисунок 3). Эффект наблюдался как на образцах с планарной, так и коштанарной конфигурацией электродов. Было показано, что под действием электрического поля положение одного из максимумов смещается (рисунок За), что позволило сделать вывод о том, что этот максимум соответствует заряженному центру.

SF■>. ш --1

I ;

&*Е-его -■'. i

I i § (

| -

шшт.ик ' " " " "нмяг.к" а б

Рисунок 3. Зависимость проводимости от обратной температуры (а) образец с планарной структурой электродов (ширина зазора 100 мкм) (б) образец сэндвич структуры (толщина пленки 4 мкм), напряжение 100 В

На рисунке 4 приведена зависимость пробивного поля от расстояния между электродами. В результате было установлено, что в области малых толщин поле несколько возрастает потом постоянно. При больших толщинах (превышающих десятки микрометров) наблюдается спад пробивного поля, который, в экспериментах на GST и его аналогах, объясняется разогревом канала. Характерно наличие достаточно большого разброса, который имел место даже на образцах, полученных на одной подложке в одном технологическом цикле и даже на одной пленке.

Рисунок 4. Зависимость пробивного поля от расстояния между электродами

Так же в работе было проведено исследование образцов с инкорпорированными наночастицами золота. В кристаллизационной модели пробоя полагается, что в сильном поле возникают микрокристаллические зародыши высокой проводимости, которые концентрируют поле, разрастаются и создают перколяционные каналы, шунтирующие электроды. Для проверки этой модели в пленку £-А528е3 вводились наночастицы золота, имитирующие проводящие кристаллиты. Эксперимент показал, что при очень малых размерах частиц (до 10-20 нм) пороговое напряжение увеличивалось, при больших размерах частиц пороговое напряжение уменьшалось, но при этом падало сопротивление образца, по-видимому из-за перколяционных процессов. Мы считаем, что этот эксперимент свидетельствует против кристаллизационной модели пробоя.

В работе с помощью коротких импульсов в длинном канале был возбужден стримерный пробой. В одном из образцов головка стримера прошла от анода к катоду и затем повернула в обратном направлении, так что образовалось два параллельных

канала. В ХСП подобный эффект не наблюдался. Следует отметить, что наблюдение анодного и катодного стримера в одном эксперименте сравнительно редкое явление. Анализ фото показал, что предположительно стример генерировал мощный акустический поток, который модифицировал металлические пленки, находившиеся вне области стримера.

В ряде образцов (на которых наблюдались пики термссткмулироваппого тока) был обнаружен микроплазменный пробой с напряжением, значительно меньшим порогового. Характер ВАХ (рисунок 5а) напоминает характер ВАХ обратно включенного кремниевого перехода с микроплазмами. На рисунке 56 показана температурная зависимость-тока. Интересно то, что неоднородность характеристики на температурной зависимости возникает примерно при тех же токах, что и на ВАХ. Результат был проанализирован и объяснен с точки зрения микроплазменного пробоя.

хЮ

< 0.4

С1 ■ °г

0.5

0 1 2

Рисунок 5. Зависимость тока от напряжения при температуре 25 С (а) и зависимость тока от температуры при напряжении 10 В (б)

График на рисунке 6 показывает зависимости тока от температуры в процессе термоциклирования образца. Продемонстрировано гашение плазмы при охлаждении и зажигание при нагреве. В узком температурном диапазоне проводимость изменятся на несколько порядков. Для отдельных циклов наблюдаются плазменные медленные колебания. Эффект хорошо воспроизводился, хотя кривые не повторялись. Наши оценки показали, что диаметр канала, в котором зажигалась плазма от 1 до 10 нм.

1000,т к

Рисунок 6. Температурная зависимость тока через образец при Е=;3-105В/см при термоциклированииАвгЗез

В четвертой главе рассматривается, предложенная в работе, модель электрического пробоя пленок Ая^ез, и объясняются влияние сильного поля на обнаруженные эффекты.

Основные отличия модели от общепринятых можно свести к следующим. Предполагается, что локализация тока в канале имеет место за счет наличия в приконтактной области отрицательно заряженных собственных дефектов (предположительно С," иди их аналогов), которые приводят к локальному снижению высоты потенциального барьера (рисунок 7). Локальная инжекция носителей заряда приводит к заполнению ловушек и образованию проводящего канала, в котором со временем развивается лавинное умножение по подпороговому механизму (рисунок 8). Допущения о влиянии приконтактной области позволяют с одной стороны объяснить отсутствие ОДС при формировании канала и наблюдающийся в эксперименте разброс пробивных напряжений. А привлечение механизма подпорогового умножения позволяет объяснить наблюдаемые в эксперименте температурные зависимости подпорогового напряжения. На основе этих эффектов так же удается объяснить наличие микроплазменного эффекта. Не исключено, что дефекты, которые способствуют возникновению этого эффекта, расположены вблизи

уровня Ферми, что показывает измерение термостимулированной проводимости в тех образцах, в которых наблюдается этот эффект.

-0 8

-0.8---'->■->--1-

0 5 10 15 20 25 30

Л, шп

Рисунок 7. Влияние отрицательного дефекта в приконтактной области на высоту барьера (расстоянии от границы 7 нм, приложенное напряжение 10 В).

Вероятность ионизации (Е|—0.5 эВ)

Рисунок 8. Вероятности ударной ионизации Р от напряженности электрического поля (экспериментальные результаты обозначены точками).

Высокое электрическое поле должно приводить к возникновению метастабильных состояний и в частности возникновению отрицательных центров вблизи анода. Для того чтобы проверить это предположение, был проведен эксперимент с подачей коротких (не вызывающих нагрев образцов) импульсов напряжений близких или превышающих пробивное. При этом было показано, что

лнл

ии^иишл Ш«ш;л1л,ип прйиидй! К увеличению начального тока в образце (рисунок 9), т.е. к снижению барьера, что можно рассматривать как одно из экспериментальных утверждений предложенной модели.

4.5

3.5 3

2 ■ 1.5: 1 ; 0.5

щ.

¡¿ЬНМ Р

..ЙЧрц.^ ....,. д..,;..;

.V-:.:..:..;..;;: ,„>,7

жх^тйг г ?

.....

0,4

Рисунок 9 ВАХ образца № 251 после подачи коротких высоковольтных импульсов«+» на нижнем контакте

В результате, можно выделить основные этапы развития пробоя:

1. Локализация тока (в областях с барьером, пониженным отрицательно заряженными центрами)

2. Подпороговое умножение в канале а(Е, Г) = ~ ехр ехр^-С

3. Заполнение ловушек и повышение подвижности

В+кТЫК

4. Возникновение перколяционного канала Е№

еЛ

5. Лавинный пробой по традиционному механизм

6. Разогрев канала и выгорание (2дж>(20п

Основные результаты и выводы

На основании выполненной экспериментальной работы, предложенных для объяснения экспериментальных результатов моделей и численных расчетов можно сделать следующие выводы.

1. Разработана методика получения и исследования в высоких полях образцов на

rtrurwf* rr~A р.Ся.

2. Разработан программно-аппаратный комплекс для измерения статических и динамических характеристик образцов на основе g-As2Se3 в диапазоне температур от 173 до 400 К и электрических полей до 5-106 В/см.

3. Показано, что до полей

104 В/см зависимость тока от приложенного к образцу поля является линейной, при больших полях возникает нелинейность, которая при полях превышающих 7Т05 В/см переходит в электрический пробой. Исследование характеристик пробоя показало, что он слабо зависит от свойств контактов и в области малых толщин поле пробоя не зависит от толщины, в области больших толщин оно падает с увеличением толщины. Увеличение температуры приводит к уменьшению напряженности пробивного поля

4. Выполнено экспериментальное исследование влияния сильных электрических полей и температуры на электропроводность тонких пленок g-As2Se3.

5. Предложена модель электрического пробоя пленок g-As2Se3.

6. Обнаружен и объяснен микроплазменный пробой, возникающий на некоторых образцах g-As2Se3 при низких напряжениях.

Основные результаты изложены в следующих работах

1. *Е. N. Voronkov and Е. М. EganovaLow-field microplasma breakdown in a-As2Se3 thin films// Appl. Phys. Lett. 99,112105 (2011)

2. *E.M. Еганова, Э.Н. Воронков Термостимулированная проводимость пленок g-As2Se3// Вестник МЭИ №4 - Москва: Издательский дом МЭИ, 2010; стр. 71-74

3. *Еганова Е.М. Электропроводность стеклообразных пленок As2Se3// Нано- и микросистемная техника № 11 (124)- Москва: Изд-во Новые технологии, 2010; стр.23-25

4. *Еганова Е.М., Воронков Э.Н. Электрические свойства халькогенидных пленок, содержащих наночастицы золота// Нано- и микросистемная техника № 12 (125)— Москва: Изд-во Новые технологии, 2010; стр. 15-17

5. *Еганова Е.М., Воронцов П.И. Стримерный пробой тонких пленок g-А525е3//Флуктуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрологи, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно-технического семинара (Москва 29 ноября - 1 декабря 2010 года) М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 2011 - 242 е., стр. 133-139

6. *Е. Eganova, Е. Voronkov Electrical breakdown of vitreous As,Se, //Amorphous and nanocrystalline semiconductor. ICANS 23 Science and technology the Netherland, 2009.

7. Ануфриев Ю.В., Еганова E.M. Определение электрофизических параметров полупроводниковых материалов с фазовыми переходами// Доклады научной сессии Центра хемотроники стекла им. В.В. Тарасова, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Б.Т. Коломийца, Москва 2008.

8. Егапова Е.М. Электропроводность стеклообразных пленок As2Se3 с наночастицами золота в сильных электрических полях// VI Международная конференция аморфных и микрокристаллических полупроводников, Санкт-Петербург 2008.

9. Еганова Е.М. Влияние наночастиц золота на электропроводность стеклообразных пленок As2Se3// II Всероссийская школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы», Рязань 2009 г.

10. Еганова Е.М., Дудин A.A., Воронцов П.И. Влияние наночастицАи на электрические свойства пленок g-As2Se3// Аморфные и микрокристаллические полупроводники: сборник трудов VII Международной конференции - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010

11. Еганова Е.М., Воронков Э.Н. Микроплазменный пробой в тонких пленках халькогенидных стеклообразных полупроводников// Аморфные и микрокристаллические полупроводники: сборник трудов VII Международной конференции - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010

12. Еганова Е.М. Влияние сильных электрических полей на свойства пленок g-As2Se3// Аморфные и микрокристаллические полупроводники: сборник трудов VII Международной конференции-СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010

13. Еганова Е.М. Возникновение локальных микроплазменных областей в тонких пленках As2Se3// III Всероссийская школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы», Рязань 2010; стр. 159-163

14.Еганова Е.М. Регистрация дискретных уровней в стеклообразных пленках Аз28е3//Флуктуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно-технического семинара (Москва 23-25 ноября 2010 года) М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 2010 - 284 е.; стр. 235-241

it Cm««., тг ¡vi — t» и u.,™«™.................„„_______с._________________

¿w'. iJl ^IXUXU 1/upuiiiwu ^.lii i>uu4puiivi№Jiuvni>mti npuvjufi lljl^fiutv

А825е3//Флуктуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно-технического сеглинара (Москва 23-25 ноября 2010 года) М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 2010 - 284 е.; стр. 246-252

16. Воронцов П.И., Еганова Е.М. Электрические свойства пленок As2Se3 содержащих наночастицы золота//Флуктуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно-технического семинара (Москва 23-25 ноября 2010 года) М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 2010 - 284 е.; стр. 241-246

17. Еганова Е.М., Воронков Э.Н. Искровой пробой тонких пленок g-As2Se3// 4-я школа «Метрология и стандартизация в нанотехнологиях и накоиндустрии. Функциональные наноматериалы», Новосибирск 2011.

18. Еганова Е.М., Гущина Г.С. Свойства аморфных сплавов GST, как среды для энергонезависимой памяти// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез.докл.: XIII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, Москва 2007.

19. Ануфриев Ю.В., Еганова Е.М. Измерение эффекта переключения в некоторых халькогенидных соединениях// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез.докл.: XIV Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, Москва 2008.

20. Ануфриев Ю.В., Еганова Е.М. Определение электрофизических параметров полупроводниковых материалов с фазовыми переходами// Программа и тезисы докладов научной сессии Центра хемотроники стекла им. В.В. Тарасова, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Б.Т. Коломийца, Москва 2008.

21.Еганова Е.М. Микроплазменный пробой стеклообразных пленок Аб2$с3 /Микроэлектроника и информатика -2010. 17-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов. М.: МИЭТ, 2010.-352 е.; стр. 8

* рыбОТЫ с /КурКаЛЭХ оаСДлЩИС Б СпиСОК иА1\ ИлИ прОлйдящйс и»счссIвенние или междунаридние

рецензирование

Подписано в печать ¿1 ¡1 Н Г. 3ак.Д ^ т /¿0 П л 1 Полиграфический центр МЭИ(ТУ) Красноказарменная ул.,д.13

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Еганова, Елена Михайловна

Введение.

1. Электрофизические свойства As2Se3.

1.1. Структура и физические свойства g-As2Se3.

1.2. Энергетический спектр электронов в стеклообразному-As2Se3.

1.3. Дефекты в g-As2Se3.

1.4. Фотоструктурные изменения в g-As2Se3.

1.5. Влияние сильных полей на свойства g-As2Se3.

1.6. Влияние сильных полей на электропроводность g-As2Se3.

1.7. Электрический пробой тонких пленок стеклообразных полупроводников. Эффект переключения.

Выводы по главе 1.

2. Образцы и методика эксперимента.

2.1. Методика получения и физико-химические свойства пленок As2Se3.

2.1.1. Подготовка образцов.

2.1.2. Морфология аморфных пленок As2Se3 и пленок металлов.

2.1.3. Анализ элементного состава аморфных пленок и пленок металлов

2.2. Подготовка измерительного комплекса для исследованияэлектрических характеристик As2Se3.

2.2.1. Измерение статических характеристик образцов.

2.2.2. Измерения с помощью неоновой лампочки.

2.2.3. Схема измерения для исследования искрового пробоя.

2.2.4. Импульсные измерения.

2.2.5. Измерение температурной зависимости электропроводности.

Выводы по главе 2.

3. Экспериментальное исследование электропроводности пленок g-As2Se3 в сильных электрических полях.

Стабильность образцов.

3.1. Вольтамперные характеристики структур на основе пленок g-As2Se3.

3.2. Влияние импульсного возбуждения на электрические характеристики As2Se3.

3.3. Влияние температуры на электропроводность пленок g-As2Se3.

3.4. Исследование электрического пробоя пленок g-As2Se3.

3.4.1. Микроплазменный пробой тонких пленок g-As2Se3.

3.4.2. Искровой пробой тонких пленок g-As2Se3.

3.5. Электрические характеристики образцов с инкорпорированными наночастицами золота.

Выводы по главе 3.

4. Построение моделей, сравнение результатов расчетов с экспериментом!

4.1. Модель электрического пробоя по механизму подпорогового умножения носителей заряда.

4.2. Микроплазменный пробой.

4.3. Метастабильные центры в пленках g-As2Se3.

4.4. Стримерный пробой.

4.5. Влияние наночастиц золота на электропроводность стеклообразных пленок As2Se3.

4.6. Электростатическая память в пленках g-As2Se3.

Выводы по главе4.

Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Влияние сильного электрического поля на электронные процессы в пленках g-As2Se3"

Актуальность темы. Халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП) были открыты в середине 50-х годов Н.А. Горюновой и Б.Т. Коломийцем [1]. Исследования свойств этих соединений стимулировали интерес к аморфным материалам и их применению. Усилиями теоретиков и экспериментаторов были разработаны основы физики полупроводниковых материалов с неупорядоченной структурой [2-17], что позволило понять особенности электронных процессов в них и приступить к созданию принципиально новых материалов с аморфной или близкой к ним структурой, обладающих уникальными электронными свойствами.

Несмотря на значительные достижения, в направлении понимания свойств и применения некристаллических материалов вообще и стеклообразных в частности, сделан лишь первый шаг. Принципиальная особенность некристаллических полупроводников заключается в том, что в них возможна генерация собственных дефектов, взаимодействие которых может приводить к изменениям свойств материалов, в результате, возбуждение электронной системы может передаваться структурной матрице [8-21]. Изучение механизмов, приводящих к возникновению долговременной электронной и структурной памяти, представляет принципиальный интерес, как с теоретической, так и прикладной точки зрения. Именно метастабильность у стеклообразных полупроводников долгое время была одной из причин не востребованности ХСП, обусловленная непониманием происходящих в этих материалах процессов. Появление принципиально новых физических моделей этих материалов способствовало развитию экспериментальных исследований и применению аморфных материалов вообще и ХСП в частности.Существование собственных дефектов, их взаимодействие с ближайшим окружением, зависящее не только от состава материала и локальной температуры, но и от величины инжектированного заряда и напряженности электрического поля, приводит к передаче возбуждения от электронной подсистемы к структурной матрице, т.е. к процессам, слабо проявляющимся в кристаллах.

Собственные дефекты ХСП и их применение в приборах из недостатка может стать достоинством. Разработчики вновь обратили внимание на функциональные двухэлектродные элементы памяти, и в ряде ведущих фирм начались разработки микросхем памяти на основе ХСП. Разработчиков привлекает, прежде всего, возможность создания на их основе элементов энергонезависимой памяти, высокая радиационная стойкость которой открывает перспективу применения этих материалов в схемах специального назначения. Кроме того, широкозонные ХСП все шире используются в различных элементах оптоэлектроники и фотоники.

Основная цель работы заключается в исследовании влияния электрических полей на электронные процессы в тонких пленках £-Аз28ез, в выяснении механизма их электрического пробоя и выяснении роли дефектов при его возникновении. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Экспериментально исследовать нелинейные эффекты, возникающие в сильных электрических полях в £-А828е3;

2. Изучить характеристики электрического пробоя;

3. Экспериментально и теоретически изучить основные возможные механизмы пробоя исследуемого материала и создать модель пробоя тонких пленок£-А828е3;

4. Провести анализ полученных результатов и оценить возможности их обобщения на другие материалы с аморфной структурой.

Объекты и методы исследований. В качестве объекта исследования, в данной работе выбран£-Аз28е3. Выбор объясняется тем, что это материал обладает высоким сопротивлением, что значительно облегчает регистрацию всех изменений его электронных свойств. £-Аз28е3 фактически стал классическим объектом для проверки моделей, описывающих различные физические свойства в халькогенидных стеклообразных соединениях. Он обладают сравнительно большой шириной запрещенной зоны, что позволяет применять его в оптических устройствах видимого диапазона. £-Аз28е3 обладает низкой проводимостью, однако не настолько низкой, чтобы её нельзя было регистрировать. Это дает возможность измерять различные, наведенные внешними воздействиями эффекты, и, в частности, эффекты, связанные с метастабильностью дефектов. Именно метастабильность превращает А828е3 в среду с памятью, исследование которой имеет не только научный, но и практический интерес.

Несмотря на то, что структурные и электрические свойства £-Аз28е3 известны, исследование на них влияния сильных электрических полей находится в начальной стадии. Вместе с тем, в связи с постоянно идущим процессом уменьшения размеров активных областей электронных и оптических элементов, особое значение приобретает информация об электронных процессах в высоких полях и природе электрического пробоя в ХСП.

Изучаемый материал, помимо познавательного, имеет и прикладное значение, так пленки ^-АБгЗез находят применение в электрофотографии, волновой оптике, в качестве сред для оптической записи, в сенсорах. На их основе ведутся разработки оптических переключателей, приемников ИК излучения и пр.

Таким образом, исследование неравновесных электронных процессов в ХСП имеет не только научное, но и прикладное значение.

Научная новизна:

1. На основе комплексного экспериментального и теоретического исследования предложен механизм пробоя пленок £-А828е3, базирующийся на допущениях о решающей роли собственных дефектов в формировании токового канала и порогового лавинного умножения и его развития.

2. Впервые показан микроплазменный пробой при малых напряжениях смещения в свежеприготовленных пленках.

3. Впервые определена зависимость электрической прочности пленок от размера и концентрации наночастиц, внедренных в пленки £-Аз28е3.

Практическая ценность. Полученные результаты позволяют правильно интерпретировать эксперименты по исследованию электрических свойств ^-АБгБез и его аналогов в высоких электрических полях, что способствует пониманию физических процессов в этих материалах и расширению их применения в электронике, электротехнике, оптоэлектронике.

2. На научной сессии Центра хемотроники стекла им. В.В. Тарасова, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Б.Т. Коломийца, Москва, 15 апреля 2008г.

3. Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», - Санкт-Петербург, 7-9 июля 2008 г., 7-9 июля 2010 г.

4. II Всероссийская школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы», Рязань 21-26 сентября 2009г., 27 сентября - 2 октября 2010г.

5. Международный научно-методический семинар «Флуктуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах», Москва 2325 ноября 2009 г., 29 ноября - 1 декабря 2010 г.

6. 17-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика -2010», Зеленоград, 28-30 апреля 2010 г.

7. 4-я школа «Метрология и стандартизация в нанотехнологиях и наноиндустрии. Функциональные наноматериалы», Новосибирск, 26-29 апреля 2011 г.

Личный вклад автора. Автору принадлежат основные идеи, положенные в основу модели пробоя £-А828е3, при этом им выполнены все эксперименты по ее доказательству, непосредственно составлены программы и выполнены численные расчеты по моделированию электронных процессов в пленках £-Аз28е3. Так же ему принадлежат идеи экспериментов, их реализация, включающая создание измерительных установок, получение и подготовку образцов к измерениям, сами измерения и их интерпретация.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Объяснение нелинейных зависимостей, тока от приложенного электрического напряжения при разных температурах и толщинах, как в области низких так и высоких полей.

2. Модель электрического пробоя пленок £-А828 е3, базирующаяся на допущениях о решающей роли собственных дефектов в возникновении токового канала и подпорогового лавинного умножения в его развитии.

5. Результаты впервые выполненных экспериментов по исследованию характеристик пробоя пленок ^-АэгЗез с внедренными в них наночастицами золота, и их объяснение.

Заключение диссертации по теме "Физика полупроводников"

Выводы

1. На основе экспериментальных результатов предложена модель пробоя, включающаяся следующие этапы:

• понижение барьера и создание начальных условий для образования канала;

• подпороговое умножение в канале;

• заполнение ловушек и повышение подвижности;

• возникновение перколяционного канала;

• лавинный пробой по традиционному механизму;

• разогрев канала и выгорание.

2. Пробивное поле для £-А828е3 постоянно и его значение составляет 8-105 (±15%) В/см

3. В свежеприготовленных образцах наблюдается микроплазменный пробой, при полях меньших пробивного.

Заключение

1. Разработана методика получения и исследования в высоких полях образцов на основе £-А828е3.

2. Разработан программно-аппаратный комплекс для измерения статических и динамических характеристик образцов на основе £-А828е3 в диапазоне температур от 173 до 400 К и электрических полей до 5-106 В/см.

3. Показано, что до полей 104 В/см зависимость тока от приложенного к образцу поля является линейной, при больших полях возникает нелинейность, которая при полях превышающих 7-105 В/см переходит в электрический пробой. Исследование характеристик пробоя показало, что он слабо зависит от свойств контактов и в области малых толщин поле пробоя не зависит от толщины, в области больших толщин оно падает с увеличением толщины. Увеличение температуры приводит к уменьшению напряженности пробивного поля

4. Выполнено экспериментальное исследование влияния сильных электрических полей и температуры на электропроводность тонких пленок £-А82 Б е3.

5. Предложена модель электрического пробоя пленок ^-Аз28е3

6. Обнаружен и объяснен микроплазменный пробой, возникающий на некоторых образцах £-Аз28е3 при низких напряжениях.

Публикации автора по теме диссертации

1. *Е. N. Voronkov and Е. М. EganovaLow-field microplasma breakdown in a-As2Se3 thin films// Appl. Phys. Lett. 99, 112105 (2011)

3. *Еганова Е.М. Электропроводность стеклообразных пленок As2Se3// Нано-и микросистемная техника № 11 (124)- Москва: Изд-во Новые технологии, 2010; стр. 23-25

4. *Еганова Е.М., Воронков Э.Н. Электрические свойства халысогенидных пленок, содержащих наночастицы золота// Нано- и микросистемная техника № 12 (125)-Москва: Изд-во Новые технологии, 2010; стр. 15-17

5. *Еганова Е.М., Воронцов П.И. Стримерный пробой тонких пленок g-Аз28е3//Флуктуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрологи, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно-технического семинара (Москва 29 ноября — 1 декабря 2010 года) М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 2011 - 242 е., стр. 133-139

6. *Е. Eganova, Е. Voronkov Electrical breakdown of vitreous As2Se3 //Amorphous and nanocrystalline semiconductor. ICANS 23 Science and technology the Netherland, 2009.

8. Еганова Е.М. Электропроводность стеклообразных пленок As2Se3 с наночастицами золота в сильных электрических полях// VI Международная конференция аморфных и микрокристаллических полупроводников, Санкт-Петербург 2008, стр. 311-312

2009 г., стр. 149

Ю.Еганова Е.М., Дудин A.A., Воронцов П.И. Влияние наночастиц Au на электрические свойства пленок g-As2Se3// Аморфные и микрокристаллические полупроводники: сборник трудов

VII Международной конференции - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2010, стр. 31-32

П.Еганова Е.М., Воронков Э.Н. Микроплазменный пробой в тонких пленках халькогенидных стеклообразных полупроводников// Аморфные и микрокристаллические полупроводники: сборник трудов

VII Международной конференции - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2010, стр. 29-30

12.Еганова Е.М. Влияние сильных электрических полей на свойства пленок g-As2Se3// Аморфные и микрокристаллические полупроводники: сборник трудов VII Международной конференции - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2010, стр. 33-34

П.Еганова Е.М. Возникновение локальных микроплазменных областей в тонких пленках As2Se3// III Всероссийская школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы», Рязань 2010;стр. 159-163

2010 года) М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 2010 - 284 е.; стр. 235-241

15.Еганова Е.М., Воронков Э.Н. Микроплазменный пробой стеклообразных пленок А828 е3//Флуктуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно-технического семинара (Москва 23-25 ноября 2010 года) М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 2010-284 е.; стр. 246-252

16.Воронцов П.И., Еганова Е.М. Электрические свойства пленок As2Se3 содержащих наночастицы золота//Флуктуационные деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно-технического семинара (Москва 23-25 ноября 2010 года) М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 2010 - 284 е.; стр. 241-246

17.Еганова Е.М., Воронков Э.Н. Искровой пробой тонких пленок g-As2Se3// 4-я школа «Метрология и стандартизация в нанотехнологиях и наноиндустрии. Функциональные наноматериалы», Новосибирск 2011, стр. 71-72

18.Еганова Е.М., Гущина Г.С. Свойства аморфных сплавов GST, как среды для энергонезависимой памяти// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл.: XIII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, Москва 2007, стр. 269

19.Ануфриев Ю.В., Еганова Е.М. Измерение эффекта переключения в некоторых халькогенидных соединениях// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез.докл.: XIV Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, Москва 2008, стр. 230

20.Ануфриев Ю.В., Еганова Е.М. Определение электрофизических параметров полупроводниковых материалов с фазовыми переходами// Программа и тезисы докладов научной сессии Центра хемотроники стекла им. В.В. Тарасова, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Б.Т. Коломийца, Москва 2008, стр. 25

21.Еганова Е.М. Микроплазменный пробой стеклообразных пленок As2Se3 //Микроэлектроника и информатика -2010. 17-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов. М.: МИЭТ, 2010. - 352 е.; стр. 8

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Еганова, Елена Михайловна, Москва

1. Горюнова Н.А., Коломиец Б.Т. Новые стеклообразные полупроводники// Изв. АН СССР. Сер.физ. 1956. Т. 20, №12. С. 1496-1501.

2. Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. М. Мир. 1992.

3. Губанов А.И. Квантово-электронная теория аморфных полупроводников. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1963.

4. Электронные явления в халькогенидных стеклообразных полупроводниках / Под. ред. К.Д. Цэндина, СПб.: Наука, 1996.

5. Попов А.И. Физика и технология неупорядоченных полупроводников. М. Изд. домМЭИ. 2008.

6. Popov A.I. Disordered semiconductors: physics and applications, Pan Stanford Publishing Pte. Ltd, 2010

7. Фельц А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела. М.: Мир, 1986

8. Ioffe A.F., Regel A.R. Non-Crystalline, amorphous and liquid electronic semiconductors // Progress in semiconductors. London. 1960. - Vol. 4. - P. 231-238.

9. Kastner M. Bonding bands, lone-pair bands, and impurity states in chalcogenide semiconductors // Phys. Rev. Lett. 1972. - Vol. 28, № 6. - P. 355-357.

10. O.Anderson P.W. Model for electronic structure of amorphous semiconductors// Phys. Rev. Lett. 1975. Vol. 34.№ 15. P. 953-955.

11. Adler D., Yoffa E.J. Electronic structure of Amorphous semiconductors// Phys. Rev. Lett. 1976. Vol. 36.№ 20. P. 1197-1200.

12. Habbard J. Electron correlation in narrow energy band// Proc. Roy. Soc. A? 1963. Vol. 276. P. 238.

13. Street R.A., Mot N.F. States in the gap in glassy semiconductors// Phys. Rev. Lett. 1975. Vol. 35.№ 19. P. 1293-1296.

14. Kastner M., Adler D., Fritzsche H. Valence-alternation model for localized gap states in lone-pair semiconductors// Phys. Rev. Lett. 1976. Vol. 37.№ 22.

15. Дембовский С.А., Нужная Н.П. Диаграмма состояния системы As-Se. ЖНХ 9(9)( 1964)660-64

16. Дембовский С.А., Зюбин А.С., Григорьев Ф.В. Моделирование гипервалентных конфигураций, пар с переменной валентностью, деформированной структуры и свойств a-S и a-AS2S3 // ФТП. 1998. - Т.32, №8. С. 944-951.

17. Григорьев Ф.В. Квантово-химическое исследование строения стабильных структурных дефектов в ХСП и моделирование связанных с ними свойств. Диссертация кандидата химических наук. ИОНХ им. Курнакова. М., 2001.

18. Kastner M., Hudgens S.J. Evidence for the neutrality of luminescence centres in chalcogenide glasses// Phil. Mag. B. 1978. - Vol.37, №2. - P. 199-215.

19. Kastner M. Defects in lone-pair semiconductors: the valence-alternation model and new directions // Journ. of Non-Cryst. Solids/ 1980. Vol. 35-36. - P. 807817.

20. Попов H.A. Новая модель в халькогенидных стеклообразных полупроводниках// Письма в ЖЭТФ. 1980. - Т.31, № 8. - С. 139-142.

21. Попов Н.А. Квазимолекулярные дефекты в халькогенидных стеклообразных полупроводниках// ФТП. 1981. - Т. 15, № 2. - С.369-374.

22. Adler D., Shur M.S., Silver M., Ovshinsky S.R. Threshold switching in chalcogenide-glass films 11 J. Appl. Phys. 1980. - Vol. 51, № 6. - P. 3289-3309.

23. Petersen E.A., Adler D. A model for the on-state of amorphous chalcogenide threshold switches // J. Appl. Phys. 1979. - Vol. 50, № 7. - P. 5065-5072.

24. Adler D., Henisch H.K., Mott N. The mechanism of threshold switching in amorphous alloys // Reviews of modern physics. 1978. - Vol. 50, № 2. - P. 209-221.

25. Petersen E.A., Adler D. On state of amorphous threshold switches // J. Appl. Phys. 1976. - Vol. 47, № 1. - P. 256-263.

26. Petersen E.A., Adler D. Electronic nature of amorphous threshold switching // Appl. Phys. Lett. 1975. Vol. 27, № 11. - P. 625-627.

27. Борисова З.У. Халькогенидные полупроводниковые стекла. JI.: Издательство ленинградского Университета, 1983, 344 с

28. Adler D. Switching phenomena in thin films // J. Vac. Sci. Technol. 1973. -Vol. 10, №5.-P. 728-738.

29. Adler D., Moss S.C. Amorphous memories and bistable switches // J. Vac. Sci. Technol. 1972. - Vol. 9, № 4. - P. 1182-1190.

30. Walsh P.J., Vogel R., Evans E. Conduction and electrical switching in amorphous chalcogenide semiconductor films // Phys. Rev. 1969. - Vol. 178, № 3. - P. 1274-1279.

31. Устройства памяти на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников / А.И. Попов, Э.В. Воронков, Н.Н. Усов и др. // Сборник научных трудов по проблемам микроэлектроники. МИЭТ. Москва, 1979. -С. 113-122.

32. Voronkov E.N. Pulsed breakdown of chalcogenide glassy semiconductor films // J. of Optoelectronics and Adv. Materials. 2002. - Vol.4, № 3. - P. 793-798.

33. Боровов Г.И., Воронков Э.Н. Оценка скорости включения халькогенидного стекла и величины переносимого заряда по форме канала, образованного в магнитном поле // ФТП. 1986. - Т. 16. Вып. 12.-С. 750-751.

34. Курохтин С.В., Воронков Э.Н. Токовая нестабильность в халькогенидных стеклообразных полупроводниках, помещенных в магнитное поле // Материаловедение. 1997. - № 6-7. - С.39-41.

35. Vezzolli G.C., Walsh P.J., Doremus L.W. Threshold switching and the on-state in non-crystalline semiconductors. An interpretation of threshold switching research // J. Non-Cryst. Solids. 1975. - Vol. 18, № 3. - P. 333-373.

36. Коломиец Б.Т., Лебедев Э.А., Цэндин К.Д. Электронно-тепловая природа низкоомного состояния, возникающего при переключении ХСП // ФТП. -1981.-Т. 15, №2.-С. 304-310.

37. Henisch Н.К., Pryor R.W., Ventura G.J. Characteristics and mechanism of threshold switching // J. Non-Cryst. Solids. 1972. - Vol. 8-10. - P. 415-421.

38. Бонч-Бруевич B.JI., Звягин И.П., Миронов А.Г. Доменная электрическая неустойчивость в полупроводниках. М.:Наука, 1972.

39. Костылев С.А., Шкут В.А. Электронное переключение в аморфных полупроводниках. К.: Наукова думка, 1978.

40. Меден А., Шо М. Физика и применение аморфных полупроводников. М.: Мир, 1991.

41. Глебов А.С., Петров И.М. Физика и применение токовой неустойчивости в стеклообразных полупроводниках. Рязань: Узорочье, 2000.

42. Gill М., Lowrey Т., Park J. Ovonic Unified Memory A High-performance Nonvolatile Memory Technology for Stand Alone Memory and Embedded Applications // Proceedings of 2002 IEEE International Solid State Circuits Conference, 2002.

43. Chalcogenide-based non-volatile memory technology / J. Maimon, E. Spall, R. Quinn, S. Schnurr // IEEE Aerospace. 2001.

44. Total dose radiation response and high temperature imprint characteristics of chalcogenide based RAM resistor elements / S.Bernacki, K. Hunt, S. Tyson et al. // IEEE Trans. Nuc. Sci. 2000. - Vol. 47, № 6. - P. 2528-2533.

45. Neale R. Amorphous nonvolatile memory: the past and the future // Electronic Engineering. 2001. - P. 67-78.

46. Full integration and reliability evaluation of phase-change RAM based on O.24um-CMOS technologies / Y.N. Hwang, S.H. Lee, S.Y. Lee et al. // Proceedings of VLSI technology. 2003.

47. Gopalan C., Balakrishnan M., Kozicki M.N. Programmable Metallization Cell memory// Observed laboratory results, Arizona State University, 2003.

48. Коломиец Б.Т., Лебедев Э.А., Рогачев H.A. Шпунт B.X. Световое излучение при переключении в халькогенидных стеклах // ФТП. 1972. - Т. 6, Вып 1. - С.197-199.

49. Walsh P.J., Sachio I., Adler D. Electroluminescence from the on state of a thin-film chalcogenide glass // Appl. Phys. Lett. 1978. - Vol. 37, № 7. - P. 593-595.

50. Vezzolli G.C. Radative emission during the threshold on-state of a chalcogenide amorphous semiconductor // J. Appl. Phys. 1978. - Vol. 49, № 6. - P. 36143615.

51. Thompson M.J., Pooladej D., Walsh P.J. Norrow band infrared emission studies from chalcogenide threshold switches // J. Non. Cryst. Solids. 1980. - Vol. 35&36.-P. 1111-1116.

52. Van Roosbroeck W. Electronic basis of switching in amorphous semiconductor alloys // Phys. Rev. Lett. 1972. - Vol. 28, № 17. - P. 1120-1126.

53. Исследование процессов восстановления и природа низкоомного состояния, возникающего при переключении в халькогенидных стеклообразных полупроводниках / Коломиец Б.Т., Лебедев Э.А., Таксами И.А., Цэндин К.Д. //ФТП, 1983. -Т. 17, № 1.-С. 119-124.

54. Chen H.S., Wang Т.Т. On the theory of switching phenomena in semiconducting glasses // Phys. Status. Solidi. 1970. - Vol.2, № 1. - P. 79-84.

55. Mott N.F. Conduction in non-crystalline systems. VII. Nonohmic behaviour andswitching // Phil. Mag. 1971. - Vol. 24, № 190. - P. 911-934.

56. Mott N.F. Conduction in non-crystalline systems. II. The on-state of the threshold switches // Phil. Mag. 1975. - Vol. 32, № 11. - P. 159-171.

57. Ламперт M., Марк П. Инжекционные токи в твердых телах. М.: Мир, 1973. 64.Shaw М.Р., Holmberg D.H., Kostylev S.A. Reversible switching in thinamorphous chalcogenide films-electronic effects // Phys. Rev. Lett. 1973. -Vol. 31, №8. -P. 542-545.

58. Fritzsche H., Ovshinsky S.R. Electronic conduction in amorphous semiconductors and the physics of the switching phenomena // J. Non-Cryst. Solids. 1970. - Vol. 2. - P. 393-405.

59. Lee S.H. The on-state in chalcogenide threshold switches// Phys. Rev. Lett. -1972.-Vol. 21, № 11.-P. 544-546.

60. Цэндин К.Д. Качественная микроскопическая электроннотепловая модель эффекта переключения в халькогенидных стеклообразных полупроводниках // Стеклообразные полупроводники: Тез.докл. всес. совещания, Ленинград, 2-4 октября, 1985.-Л.: 1985.

61. Electrical nature of the lock-on filament in amorphous semiconductors/ Tanaka K., Lizima S., Suji M., Kikuchi M. // Sol. St. Commun. 1970. - Vol. 8, № 1. -P. 75-78.

62. Барышев В.Г., Верейкин E.B., Орешкин П.Т. Явления переключения на поверхности стеклообразного CdGeAs2 // ФТП. 1971. - Т. 5, № 1. - С. 77-80.

63. Исследование распределения температуры в элементах памяти в процессе формирования шнуров / Вихров С.П., Глебов А.С., Денисов А.Л., Ампилогов В.Н. // Физика полупроводников и микроэлектроника. Рязань. -1977.-Вып. 4.-С. 20-23.

64. Воронков Э.Н. Импульсный пробой пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников в присутствии магнитного поля // ФТП. -1999. Т.ЗЗ, Вып.8. - С.996-1000.

65. Popov A.I., Savinov I.S., Voronkov E.N. Simulation of phase-shange processes in non-volatile memory cells// J. of Non-Crystalline Solids 2006, V. 352, P.1624

66. A.V. Kolobov, H. Oyanagi, K. Tanaka, An EXAFS-study of reversible photostructural changes in As2Se3 glass, Физика твердого тела, 1997, том 39, №1

67. Shanks R.R., ОюТщт-Cryst, Solids, Vol. 2, 1970. p.504

68. Henish H.R., Pryor R.W. Solid. St. Electron. Vol. 14, 1971, p 363

69. Коломиец Б.Т., Лебедев Э.А., Рогачев H.A. Шпунт B.X. Световое излучение при переключении в халькогенидных стеклах // ФТП. 1972. Т. 6, Вып 1. С.197-199.

70. Walsh P.J., Sachio I., Adler D. Electroluminescence from the on state of a thin-film chalcogenide glass // Appl. Phys. Lett. 1978. Vol. 37, № 7. P. 593-595.

71. Vezzolli G.C. Radative emission during the threshold on-state of a chalcogenide amorphous semiconductor // J. Appl. Phys. 1978. Vol. 49, № 6. P. 3614-3615.

72. Thompson M.J., Pooladej D., Walsh P.J. Norrow band infrared emission studies from chalcogenide threshold switches // J. Non. Cryst. Solids. 1980. Vol. 35&36 P. 1111-1116.

73. Wit de H.J., Crevecouer C. ОюТщт-Cryst. Solids, vol 8-10, 1972. P. 787.

74. David Vanderbilt and J. D. Joannopoulos. Theory of defect states in glassy As2Se3// Physical review В 1981 - Vol 23, № 6

75. D. Vanderbilt and J. D. Joannopoulo, Physical review 1979 Lett. 42, 1012

76. Berkes J.S., Ing W.J., Hillegas W.J. Ою Appl. Phys. 42, 4908 (1971).

77. Tanaka K. Appl. Phys. Lett. 26, 243 (1975).

78. Kolobov A.V., Konstantinov O.V., Kolomieys, Lyubin V.M. J. Non -Cryst. Sol. 45,335 (1981).

79. Tanaka K. J. Non -Cryst. Sol. 35-36, 1073 (1980).

80. Kolobov A.V., Oyanagi H., Tanaka K. An EXAF-study of reversible photostructural changes in As2Se3glass. Физика твердого телаб, том 39, №1, стр. 74 76.

81. Frumar М., Firth А.Р., Owen А.Е. Phil. Mag. B50, 463 (1984).

82. Yang C.Y., Paesler M.A., Sayers D.E. Phys. Rev. B36, 9160 (1987).

83. Mytilineou E., Taylor P.C., Davis E.A., Solid State commun. 35, 497 (1980).

84. Tanaka K. Jpn. J. Appl. Phys. 25, 779, 1986.

85. Kolobov A.V, Oyanagi H., Tanaka K. J. Non -Cryst. Sol. (1996).

86. Rudenko A.I., Arkhipov V.I. Phil. Mag. B, 1982, v.45, N62, p. 189-226.

87. Orenstein J., Kastner M.A., Vaninov V. Phil.Mag. B, 1982, V. 46, N1, p. 2362

88. Marshal J.M. Rep. Progr. Phys., 1983, v.46, N10, p. 1235-1282

89. Вищакас Ю., Гайдялис В., Лазовские Е., Монтримас Э., Пажера А. Метод определения объемного зараяда в полупроводниках. Лит.физ. сб., 1969, т. 9, №6, с.1093-1102.

90. Kazakova L.P., Lebedev Е.А., Kolomiets В.Т. In: Proc. Int. Conf. «Amorphous semiconductors-76», 1977, p. 517-522.

91. Marshal J.M., Miller G.R. Phis. Mag., 1973, v. 27, N5, p.l 15-118

92. Khan B.a., Kastner M.A., Adler D. Sol. St. Commun., 1983, v. 45, N2, p. 187-189

93. Spear W.E. J. Non-Cryst. Sol., 1969, vl, N3, p.197-204

94. Коломиец Б.Т., Лебедев Э.А., казакова Л.П. Особенности переноса носителей заряда в стеклообразномА828е3.

95. Архипов В.И., Лебедеа Э.А., Руденко А.И. Распределение подвижности при дрейфе носителей заряда в стеклообразноых материалах. ФТП, 1981, т. 15, в.4, с. 197-204.

96. Казакова Л.П. Лебедев Э.А., Рогачев Н.А. Исследование проводимости халькогенидных стекол в сильных электрических полях. Электрические явления в некристаллических полупроводниках. Л. Наука, 1976, с. 240-242

97. Е.А. Fagen, Н. Fritzsche, j. Non-Crystalline solids, 2, 107 (1970)

98. Б.Т. Коломиец, Э.А. Лебедев, тезисы симпозиума по стеклообразным халькогенидным полупроводникам, стр. 25, Л., 1970

99. N.F. Mott, Philosophical Mag., 24,911 (1971)

100. Б.Т. Коломиец, Э.А. Лебедев, Э.А Сморгонская, ФТП, 6, 10, 2073 (1972)

101. J.M. Marshall, F.D. Fisher, А.Е. Owen, Proceedings of the Fifth International

102. Conference on Amorpous and Liquid Semiconductors, 1305, Garmisch-Partenkirchen (1973)

103. А.И. Губанов, ЖТФ, 24, 2, 308 (1954)

104. Juska G, Ablauskas K. Impact ionization and mobilities of charge carriers at high electric field in amorphous selenium, Phys. Stat. sol. (a) 59, 1980. 389 -393.

105. Tsuji K., Takasaki Y., Hirai Т., Taketushi K. Impact ionization process in amorphous selenium, J. of Non-Crystal. Solids. 114, 1989. 94-96.

106. Pai D.M., Enck R.C. Onsager mechanism of photogeneration in amorphous selenium. Phys. Rev., B. Vol. 1 , № 12. 1975. 5163 5174.

107. Чуенков В.А. Современное состояние теории электрического пробоя твердых диэлекриков. Успехи физических наук. 1954, т.54, вып. 2, с. 185 — 230.

108. Б.М. Вул, ЖТФ 2, 372(1932).

109. С. Zener , Prcc. Roy. Soc. A 145, 523 (1934

110. A.A. Смуров, Вестник экспериментальной и теоретической электротехники 1, 239, 279 (1928).

111. Я.И. Френкель , ЖЭТФ 8, 1292(1938).

112. А. Hippel, Trans. Faraday Soc. 42, 78 (1946).

113. D. W. Bullett, Phys. Rev. В 14, 1683 (1976).

114. Fairushin A. R. Research of a microplasma breakdown in thin films of glassy semiconductors/ Journal of Optoelectronics and Advanced Materials Vol. 3, No. 2, June 2001, p. 499-502.

115. Токарев A.B., Юданов В.А., Кель О.П., Алемский И.Н., Никуличева Т.Б. Барьрно-поверхностный разряд с плазменным индукционным электродом. КРСУ №5, 2003

116. Дворкович A.B., Евтюхин Н.В., Марголин А.Д., Шмелев В.М. Фрактальные режимы электрогорения тонких полимерных слоев // Хим.физика. 1994. Т. 13, № 6. С. 111.

117. Spotyuk O.I. On the microstructural origin of reversible photoinduce transformations in amorphous As2Se3. Opno-electronics review 11(1), 19-25 (2003).

118. Bishop S.G., Storm U., Taylor P.C. Optically induced metastable paramagnetic states in amorphous semiconductors.// Phys. Rev. B. Vol. 15, 2278 2294. 1977.

119. Бьюб P. Фотопроводимость твердых тел. M. ИЛ. 1962.

120. Файрушин А.Р. Влияние электрического поля на электронные процессы в полупроводниках. Диссертация. МЭИ, 2004,- 133с.

121. Ануфриев Ю.В. Исследование стадии включения элементов энергонезависимой памяти на фазовых переходах. Диссертация. МЭИ, 2009, -157с.

122. Быков Ю.А., Карпухин С.Д., Газукина Е.И. О некоторых особенностях структуры и свойств металлических "тонких" плёнок(МиТОМ. 2000. №6. С.45-47)

123. Г.А. Месяц Импульсная энергетика и электроника М.: Наука, 2004

124. Кацнельсон Б.В. и др. Электровакуумные электронные и газоразрядные приборы: Справочник / Б.В. Кацнельсон, A.M. Калугин, А.С. Ларионов; Под общ.ред. А.С. Ларионова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985

125. A. Chynoweth and G. J. Pearson. Appl. Phys. 29, 1103 (1958).

126. W Shockley. Solid-State Electron. 2, 35 (1961).0. Marinov M.J. Deen. Journalof Applied Physics. 101, 064515. (2007)

127. S. Kasap Rowlands, J.A., Baranovskii, S.D. Tanioka К. O. J. Appl. Phys. 96, 4, 2037-2048 (2004).

128. V.I. Arkhipov, S.O. Kasap. J. ofNon-Cryst. Solids. 266-269 (2000) 959-963.

129. К. E. Peterson, D. Adler J. Appl. Phys. 47, 1, 256 (1976).

130. Райзер Ю. П., Физика газового разряда, М., 1987

131. Лозанский Э. Д., Фирсов О. Б., Теория искры, М., 1975

132. Daniele Ielmini, Yuegang Zhang, J. Appl. Phys 102, 054517 (2007)