Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ИОНИСТОР
ИОНИСТОР

ИОНИСТОР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к элементной базе микроэлектроники, в частности к высокоемким твердотельным конденсаторам с двойным электрическим слоем - ионисторам, и может быть использовано в интегральных схемах. Сущность изобретения: устройство содержит металлический или угольный поляризуемый и серебряный неполяризуемый электроды, разделенные пленочным слоем высокопроводящего твердого электролита на основе иодида серебра. С целью повышения временной стабильности внутреннего сопротивления тонкопленочных структур твердый электролит, выполненный из CrAd4Br3-xJ2+x отвечает стехиометрическому составу, где 0≅ x≅ 0,8. 1 ил. , 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2012105
Класс(ы) патента: H01M6/18
Номер заявки: 4942624/21
Дата подачи заявки: 04.06.1991
Дата публикации: 30.04.1994
Заявитель(и): Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН
Автор(ы): Деспотули А.Л.; Личкова Н.В.
Патентообладатель(и): Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к элементной базе микроэлектроники, в частности к твердотельным конденсаторам с двойным электрическим слоем - ионистором, и может быть использовано в интегральных схемах.
Известен ионистор, содержащий угольный поляризуемый и серебряный неполяризуемый электроды, разделенные слоем Ag+ - проводящего твердого электролита на основе иодида серебра, например, Ag6I4WO4, Ag3Si и др. [1] .
Однако вследствие малой ионной проводимости этих твердых электролитов ионисторы имеют большое внутреннее сопротивление и соответственно малую удельную электрическую емкость.
Известен ионистор, содержащий металлический или угольный поляризуемый и серебряный неполяризуемый электроды, разделенные слоем высокопроводящего по Ag+-ионам твердого электролита на основе иодида серебра - RbAg4I5 [1] .
Однако такой ионистор, выполненный в виде тонкопленочной структуры, невозможно использовать из-за значительного (в 10-100 раз) возрастания внутреннего сопротивления при хранении. Так, тонкопленочная структура толщиной ≈ 1 мкм выходит из строя примерно за 10 дней.
Известен ионистор, выполненный в виде тонкопленочной структуры, содержащий поляризуемый и неполяризуемые электроды, разделенные слоем высокопроводящего твердого электролита, выполненного из СsAg4Br3-x I2+x, где 0,25 ≅ х ≅ 1. [2] .
Однако внутреннее сопротивление его также быстро возрастает при длительном хранении .
Цель изобретения - повышение временной стабильности внутреннего сопротивления тонкопленочных структур.
Цель достигается тем, что в ионисторе твердый электролит выполнен из СsAg4Br3-ХI2-Х, где 0 ≅ Х ≅ 0,8.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".
На чертеже представлен ионистор, выполненный в виде тонкопленочной структуры.
На основе высокопроводящих (Ag+-ионы) твердых электролитов нами впервые получены тонкопленочные ионисторы с малым и стабильным во времени внутренним сопротивлением. Такая повышенная стабильность в настоящее время не имеет научного объяснения. Можно предположить, что известные тонкопленочные ионисторы, содержащие высокопроводящие твердые электролиты (RbAg4I5; K Ag4I5; NH4Ag4I5, Rb1-XCsXAg4I5), быстро выходят из строя из-за термодинамической нестабильности системы высокопроводящий твердый электролит - серебро, а системы CsAg4Br3-XI2+X (0 ≅ X ≅ 0,8)-серебро являются термодинамически стабильными.
Нами экспериментально показано, что тонкопленочный ( ≈ 1 мкм) ионистор, в котором высокопроводящий твердый электролит выполнен из СsAg4Br3-XI2+X, где 0 ≅ Х ≅ 0,8, в течение года и более сохраняет внутреннее сопротивление при влажности 10-5 мг Н2О на 1 дм3 воздуха (осушение воздуха с помощью Р2О5).
Таким образом, заявляемый ионистор обладает новыми свойствами, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".
Цель достигается только при выполнении пленки твердого электролита из СsAg4Br3-XI2+X, где 0 ≅ Х ≅ 0,8. Для X> 0,8 при хранении происходит быстрое увеличение сопротивления структуры.
Данное положение иллюстрируется таблицей, в которой приведены данные об изменении относительного сопротивления планарных структур типа Ag(CsAg4Br3-XI2+X) и AgCsAg4Br3-XI2+XAg (толщина пленки высокопроводящего твердого электролита ~ 0,25 мкм) при хранении их при комнатной температуре на воздухе, осушаемом с помощью Р2О5.
П р и м е р. Ионистор содержит пленку твердого электролита CsAg4Br3-XI2+X (1), осажденную на подложку из SiO2 или другого диэлектрика (2), а также гребенчатые пленочные электроды из серебра (3) и платины (золота) (4).
Ионистор работает следующим образом. При подаче на поляризуемый платиновый электрод напряжения положительной полярности подвижные Ag+-ионы смещаются от электрода и вблизи него образуется область двойного электрического слоя, где концентрируется энергия электрического поля. При этом на серебряном электроде идет реакция Ag++ _→ Ago, т. е. при работе ионистора этот электрод выполняет функцию источника и стока подвижных Ag+-ионов. Удельная электрическая емкость ионистора с твердым электролитом СsAg4Br3-XI2+X составляет 103 мкФ/см2.
Предлагаемый ионистор изготовляют, например, следующим образом.
Пленку твердого электролита осаждают на подложку со сформированными на ней по стандартной методике вставленными одна в другую пленочными гребенками из серебра и платины (золото, уголь). Для получения пленки СsAg4BrI2+X используют метод импульсного термического испарения композиции, где галогениды серебра AgI и AgBr берут в избытке, примерно, 4-5 моль% по отношению к стехиометрическому количеству СsI. Необходимость такого соотношения обусловлена разложением части галогенидов серебра при нахождении на испарителе, температуру которого поддерживают в интервале 850-1050 К. Порошок композиции подают на испаритель с помощью дозатора.
Сопротивление пленки твердого электролита определяют путем сравнения напряжения на выходных клеммах генератора гармонических сигналов и на включенном последовательно со структурой эталонном сопротивлении. В качестве измерителя напряжений используют селективный усилитель, например, типа Unipan 237 (Польша). Частотный диапазон применяемых напряжений 102-104 Гц, а амплитуда напряжений 1-10 В.
Использование высокопроводящих твердых электролитов CsAg4Br3-XI2+X, где 0≅ Х ≅ 0,8, позволяет увеличить стабильность внутреннего сопротивления тонкопленочных ионисторов. Так, тонкопленочные ионисторы толщиной ≈ 1 мкм, с твердыми электролитами СsAg4Br3-XI2+Х сохраняют неизменным в течение 1 года свое внутреннее сопротивление (точность регистрации сопротивления ≈1% ).
Формула изобретения: ИОНИСТОР, выполненный в виде тонкопленочной структуры, содержащий металлический или угольный поляризуемый и серебряный неполяризуемый электроды, разделенные пленочным слоем высокопроводящего твердого электролита, выполненного из CsAg4Br3-xI2+x, отличающийся тем, что, с целью повышения временной стабильности внутреннего сопротивления тонкопленочной структуры, твердый электролит, выполненный из CsAg4Br3-xI2+x, отвечает стехиометрическому составу, где 0 ≅ x ≅ 0,8.