Диссертация: ЭЛЕКТРОННО-ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ И ПАМЯТИ, ОСНОВАННАЯ НА МНОГОФОНОННОЙ ТУННЕЛЬНОЙ ИОНИЗАЦИИ U-МИНУС ЦЕНТРОВ В ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ

В настоящее время ведущие мировые производители
элементов памяти активно разрабатывают технологию памяти с изменяемым фазовым
состоянием, в основе которой лежит фазовый переход халькогенидное стекло – кристалл.
По сравнению с наиболее распространенной сегодня флэш-памятью, память с
изменяемым фазовым состоянием имеет значительно более высокую скорость записи,
выдерживает приблизительно в 10 тысяч раз больше циклов перезаписи и потенциально
может иметь более высокую плотность записи информации

Информация о документе

Формат документа
PDF
Кол-во страниц
112 страниц
Загрузил
Старцев Вадим
Лицензия
CC BY
Доступ
Всем

Информация о диссертации

Место защиты (организация)
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Научный руководитель
научный руководитель д. ф.-м. н., проф. К. Д. Цэндин
Учёная степень
Кандидат наук
Год публикации
2013
Автор(ы)
Богословский Никита Александрович ЭЛЕКТРОННО-ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ И ПАМЯТИ, ОСНОВАННАЯ НА МНОГОФОНОННОЙ ТУННЕЛЬНОЙ ИОНИЗАЦИИ U-МИНУС ЦЕНТРОВ В ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ Специальность 01.04.10 – «физика полупроводников» Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук научный руководитель д. ф.-м. н., проф. К. Д. Цэндин Санкт-Петербург 2013 г.
Ключевые фразы
архив, оптическая запись, халькогенидные стекла
Каталог SCI
Электроника
Оглавление

Введение ………………………………………………………………………………………………………………….. 4
1 Обзор литературы ……………………………………………………………………………………………….. 9
1.1 Эффекты переключения и памяти …………………………………………………………………… 9
1.1.1 Введение……………………………………………………………………………… 9
1.1.2 Экспериментальные характеристики эффекта
переключения …………………………………………………………………………….. 11
1.1.3 Память с изменяемым фазовым состоянием …………………………. 16
1.2 Структура материалов системы GeSbTe ………………………………………………………… 20
1.2.1 Введение……………………………………………………………………………. 20
1.2.2 Структура кристаллической фазы Ge2Sb2Te5 ………………………… 20
1.2.3 Структура аморфной фазы Ge2Sb2Te5 ………………………………….. 22
1.2.4 Зонная структура Ge2Sb2Te5 ………………………………………………… 24
1.3 Электрические свойства халькогенидных стеклообразных полупроводников в
слабом электрическом поле ………………………………………………………………………………… 28
1.3.1 Нелегируемость …………………………………………………………………. 28
1.3.2 Локализованные состояния …………………………………………………. 28
1.3.3 Состояния с отрицательной корреляционной энергией
электронов …………………………………………………………………………………. 30
1.4 Нелинейность вольтамперной характеристики в сильном электрическом поле …. 34
1.5 Модели эффекта переключения…………………………………………………………………….. 37
1.5.1 Тепловая модель ………………………………………………………………… 37
1.5.2 Феноменологическая электронно-тепловая модель ………………. 42
1.5.3 Электронные модели ………………………………………………………….. 44
1.5.4 Модель, основанная на ударной ионизации в структуре с U-
минус центрами ………………………………………………………………………….. 46
1.5.5 Модель, основанная на прыжковой проводимости по
локализованным состояниям ……………………………………………………….. 49
1.5.6 Модель нуклеации ……………………………………………………………… 51
1.5.7 Заключение ……………………………………………………………………….. 53
1.6 Постановка задачи ……………………………………………………………………………………….. 55
3
2 Модель нелинейности ВАХ и эффекта переключения………………………………………… 56
2.1 Вычисление вероятности термостимулированной туннельной ионизации U-минус
центров 56
2.2 Сечение захвата электронов на ионизованный центр………………………………………. 61
2.3 Ионизация нейтрального центра в электрическом поле…………………………………… 62
2.4 Ионизация притягивающего центра в электрическом поле ……………………………… 65
2.5 Проводимость тонкой пленки ХСП……………………………………………………………….. 68
2.6 Выводы к главе 2 …………………………………………………………………………………………. 72
3 Анализ модели …………………………………………………………………………………………………… 73
3.1 Зависимость вольтамперной характеристики от параметров……………………………. 73
3.2 Область существования S-образной вольтамперной характеристики ……………….. 83
3.3 Выводы к главе 3 …………………………………………………………………………………………. 86
4 Сравнение с экспериментальными данными……………………………………………………… 88
4.1 Нелинейность вольтамперной характеристики……………………………………………….. 88
4.2 Пороговые параметры ………………………………………………………………………………….. 91
4.3 Время задержки …………………………………………………………………………………………… 96
4.4 Выводы к главе 4 …………………………………………………………………………………………. 99
Заключение ………………………………………………………………………………………………………….. 100

Актуальность проблемы

В настоящее время ведущие мировые производители
элементов памяти активно разрабатывают технологию памяти с изменяемым фазовым
состоянием, в основе которой лежит фазовый переход халькогенидное стекло – кристалл.
По сравнению с наиболее распространенной сегодня флэш-памятью, память с
изменяемым фазовым состоянием имеет значительно более высокую скорость записи,
выдерживает приблизительно в 10 тысяч раз больше циклов перезаписи и потенциально
может иметь более высокую плотность записи информации.
Запись информации в памяти с изменяемым фазовым состоянием происходит на
фоне сильной нелинейности вольтамперной характеристики (ВАХ) и эффекта
переключения, который заключается в том, что тонкая пленка халькогенидного
стеклообразного полупроводника в сильном электрическом поле скачком переходит из
состояния с высоким сопротивлением в проводящее состояние. Эффект переключения
также используется в электронных переключателях, для которых характерны высокая
плотность тока в открытом состоянии и высокая скорость переключения.
Нелинейность ВАХ халькогенидных стеклообразных полупроводников (ХСП) и
эффект переключения впервые наблюдались в начале 1960-х годов, однако механизм
нелинейности вольтамперных характеристик халькогенидов, а также физика эффекта
переключения остаются неизвестными до настоящего времени. Были предложены
различные модели эффекта переключения, однако ни одна из моделей не может описать
всю совокупность экспериментальных характеристик эффекта переключения, а
следовательно, не может претендовать на целостное описание процессов, происходящих
при переключении. Очевидно, что понимание механизмов нелинейной проводимости
халькогенидов в сильных электрических полях и эффекта переключения может сделать
существенный вклад в физику неупорядоченных полупроводников. Кроме того
понимание происходящих при записи процессов необходимо для разработки элементов
памяти с изменяемым фазовым состоянием и переключателей на основе халькогенидных
стеклообразных полупроводников, а также численного моделирования их характеристик.
В слабых электрических полях халькогенидные стеклообразные полупроводники
демонстрируют ряд уникальных свойств, а именно нелегируемость, проводимость с
энергией активации порядка половины ширины запрещенной зоны и отсутствие
парамагнетизма. Для объяснения этих свойств Андерсоном была предложена модель
5
состояний с отрицательной корреляционной энергией электронов, которые также
называют U-минус центрами. Такие центры закрепляют положение уровня Ферми между
уровнями первой и второй ионизации центров и определяют величину энергии активации
проводимости в слабом электрическом поле. Поэтому в настоящей работе было сделано
предположение, что нелинейность вольтамперной характеристики в сильном
электрическом поле и переключение в проводящее состояние могут быть связаны с
процессами ионизации U-минус центров и захвата электронов на центры в сильном
электрическом поле

Цель работы

Построить модель, описывающую эффекты переключения и памяти в
халькогенидных стеклообразных полупроводниках

Основные задачи

Проверить может ли нелинейность ВАХ халькогенидов в сильном поле быть связана
с поведением U-минус центров, в частности с многофононной туннельной
ионизацией центров.
2. Развить качественно и количественно модель, которая согласованно описывает
свойства ХСП в слабом поле, свойства в сильном поле и переключение в
проводящее состояние.
3. Исследовать построенную модель эффекта переключения.
4. Сопоставить полученные результаты с экспериментальными данными по
зависимости порогового электрического поля и тока от толщины и температур

Научна новизна

Научная новизна работы определяется положениями, которые выносятся на защиту:

  1. Многофононная туннельная ионизация U-минус центров может являться причиной
    экспоненциальной зависимости проводимости от электрического поля в
    халькогенидных стеклообразных полупроводниках в широком диапазоне
    электрических полей. Этот механизм описывает участок квазилинейной зависимости
    логарифма тока от электрического поля, наблюдаемый экспериментально на
    высокоомной ветви вольтамперных характеристик ХСП.
  2. Модель, основанная на многофононной туннельной ионизации U-минус центров и
    учитывающая нагрев, согласованно описывает омический участок, участок с
    6
    экспоненциальной зависимостью проводимости от электрического поля и
    предпробойный участок, наблюдаемые экспериментально на высокоомной ветви
    вольтамперной характеристики ХСП.
  3. Построенная модель описывает эффект переключения пленки ХСП в состояние с
    низким сопротивлением, а также зависимость амплитуды S-образной ВАХ от
    параметров задачи.
  4. Модель количественно описывает экспериментальные зависимости электрического
    поля и тока в пороговой точке от толщины пленки ХСП и температуры, а также
    зависимость времени задержки переключения от величины напряжения.
    Достоверность и надежность результатов. Основные выводы работы и выносимые на
    защиту положения являются обоснованными. Используемые в работе методы
    исследования основываются на адекватно выбранном теоретическом базисе и
    апробированном наборе физических моделей и вычислительных алгоритмов. Полученные
    в рамках разработанной теоретической модели результаты количественно согласуются с
    известными из литературы экспериментальными данными. Результаты работы
    опубликованы в авторитетных рецензируемых научных журналах и докладывались на
    семинарах и конференциях по физике полупроводников
Заключение

Основные результаты и выводы работы заключаются в следующем:
В работе критически проанализированы существующие модели, описывающие
нелинейность вольтамперной характеристики ХСП, эффекты переключения и памяти.
Показано, что ни одна из ранее предложенных моделей не может согласованно описать
все известные экспериментальные данные.
Известно, что многие свойства ХСП в слабом электрическом поле определяются
U-минус центрами, поэтому было сделано предположение, что нелинейность ВАХ в
сильном поле и эффект переключения также могут быть связаны с поведением U-минус
центров. При рассмотрении процессов ионизации U-минус центров было показано, что
для центров с энергией связи порядка 0,3-0,5 эВ, характерной для халькогенидов системы
GeSbTe, известное приближенное выражение [118,119], согласно которому логарифм
вероятности ионизации пропорционален квадрату электрического поля, неприменимо. В
настоящей работе вероятность ионизации центров рассчитана численно и получено, что в
широком диапазоне электрических полей логарифм вероятности ионизации центра
линейно зависит от электрического поля.
Показано, что вольтамперная характеристика, рассчитанная с учетом
многофононной туннельной ионизации U-минус центров, согласованно описывает
экспериментальные данные в омической области и в области с экспоненциальной
зависимостью тока от приложенного напряжения. Модель, основанная на многофононной
туннельной ионизации U-минус центров с учетом нагрева, также описывает
предпробойный участок вольтамперной характеристики и переключение в проводящее
состояние.
Рассмотрено влияние нагрева и показано, что в высокоомном состоянии
существенный нагрев наблюдается только при напряжениях, близких к пороговому
напряжению. Нагрев пленки в пороговой точке зависит главным образом от величины
энергии активации проводимости и составляет несколько десятков градусов. Нагрев
пленки в проводящем состоянии составляет сотни градусов, таким образом, температура
пленки в проводящем состоянии близка к температуре размягчения, при которой
происходит кристаллизация В рамках построенной модели проведено исследование зависимости вольтамперных
характеристик от параметров модели. В том числе рассмотрена область параметров, при
которых вольтамперная характеристика является S-образной.
Проведено сравнение модели с известными экспериментальными данными по
нелинейности ВАХ тонких пленок GeSbTe, зависимости порогового напряжения от
толщины пленки и температуры, зависимости пороговой плотности тока от толщины, а
также зависимости времени задержки от величины напряжения. Показано, что модель
количественно и качественно описывает все экспериментальные данные. Небольшое
количественное несоответствие величины времени задержки может быть связано с
предположением о том, что ток протекает в ячейке однородно, в то время как в
действительности возможно образование шнура с высокой плотностью тока.
На основании полученных результатов сделан вывод, что нелинейность ВАХ тонких
пленок халькогенидов, а также эффекты переключения и памяти связаны с
многофононной туннельной ионизацией U-минус центров.

Список источников

103
10. Богословский, Н. А. Физика эффектов переключения и памяти в халькогенидных
стеклообразных полупроводниках / Н. А. Богословский, К. Д. Цэндин // Физика и
техника полупроводников. – 2012. – Т. 46, вып. 5. – С. 577-608.
11. Hudgens, S. Progress in Understanding High-field Threshold Switching in Amorphous
Chalcogenide Semiconductors / S. Hudgens // Workshop on Switching and ON
Conduction in Chalcogenide Materials. – Santa Clara, 2010.
12. Experimental Results in Amorphous Semiconductor switching behavior / P. I. Walsh,
J. E. Hall, R. Nicolaides et al. // J. non-Crystalline Solids. – 1970. – Vol. 2. – Pp. 107-124.
13. Fagen, E. A. Electrical conductivity of amorphous chalcogenide alloy films / E. A. Fagen,
H. Fritzsche // J. non-Crystalline Solids. – 1970. – Vol. 2. – Pp. 170-179.
14. Reehal, H. S. The current-voltage characteristics of amorphous chalcogenide films
prepared from Si12Te48As30Ge10 / H. S. Reehal, C. B. Thomas // Philosophical Magazine B.
– 1979. - Vol 39, no. 4. – Pp. 321-332.
15. Коломиец, Б. Т. К вопросу о механизме пробоя в слоях стеклообразных
халькогенидных полупроводников / Б. Т. Коломиец, Э. А. Лебедев, И. А. Таксами //
Физика и техника полупроводников. – 1969. – Т. 3, вып. 2. – С. 312-314.
16. Коломиец, Б. Т. Основные параметры переключателей на основе халькогенидных
стеклообразных полупроводников / Б. Т. Коломиец, Э. А. Лебедев, И. А. Таксами //
Физика и техника полупроводников. – 1969. – Т. 3, вып. 5. – С. 731-735.
17. Nucleation switching in phase-change memory / V. G. Karpov, Y. A. Kryukov,
S. D. Savransky, I. V. Karpov // Appl. Phys. Lett. – 2007. – Vol. 90. – 123504.
18. Czubatyj, W. Properties of Small Pore Ovonic Memory Devices / W. Czubatyj,
S. A. Kostylev // Physics and Applications of Disordered Materials, ed. by M.A. Popescu.
– Bucharest : INOE Publishing House, 2002. – p. 390.
19. Threshold field of phase-change memory materials measured using phase-change bridge
devices / D. Krebs, S Raoux, C. T. Rettner et al. // Appl. Phys. Lett. – 2009. – Vol. 95. –
082101.
20. Kostylev, S. A. Threshold and Filament Current Densities in Chalcogenide-Based
Switches and Phase-Change-Memory Devices / S. A. Kostylev // IEEE Electron Device
Letters. – 2009. – Vol. 30, no. 8. – Pp. 814-816.
104
21. Stocker, H. J. Mechanism of threshold switching in semiconducting glasses / H. J. Stocker,
C. A. Barlow, D. F. Weirauch // J. Non-Crystalline Solids. – 1970. – Vol. 4. – Pp. 523-535.
22. Time-resolved analysis of the set process in an electrical phase-change memory device /
D.-H. Kang, B.-k. Cheong, J.-h. Jeong et al. // Appl. Phys. Lett. – 2005. – Vol. 87. –
253504.
23. Salinga, M. The gradual nature of threshold switching / M. Salinga. M. Wimmer //
E\PCOS 2012. Proceedings. – Tampere, 2012. – Pp. 115-120.
24. Мотт, Н. Электронные процессы в некристаллических веществах / Н. Мотт,
Э. Дэвис; пер. с англ. под ред. Б. Т. Коломийца. – М.: Мир, 1982.
25. Davis, E. A. Characteristic phenomena in amorphous semiconductors / E. A. Davis,
R. F. Shaw // J. non-Crystalline Solids. – 1970. – Vol. 2. – Pp. 406-431.
26. Костылев, С. А. Электронное переключение в аморфных полупроводниках /
С. А. Костылев, В. А. Шкут. – Киев: Наукова думка, 1978. – 203 с.
27. Rapid phase transitions of GeTe-Sb2Te3 pseudobinary amorphous thin films for an optical
disk memory / N. Yamada, E. Ohno, K. Nishiuchi et al. // J. Appl. Phys. – 1991. – Vol.
69, no. 5. – Pp. 2849-2856.
28. Nanosecond switching in GeTe phase change memory cells / G. Bruns, P. Merkelbach,
C. Schlockermann et al. // Appl. Phys. Lett. – 2009. – Vol. 95. – 043108.
29. Phase change memory technology / G. W. Burr, M. J. Breitwisch, M. Franceschini et al. //
J. Vac. Sci. Technol. B. – 2010. – Vol. 28, no. 2. – Pp. 223-262.
30. Lai, S. Current status of the phase change memory and its future / S. Lai // IEDM Tech.
Dig. – 2003. – 10.1. – Pp. 255-258.
31. Ultra-Thin Phase-Change Bridge Memory Device Using GeSb / Y.-C. Chen, C. T. Rettner,
S. Raoux et al. // IEDM Technical Digest. – 2006. – S30P3.
32. A 20nm 1.8V 8Gb PRAM with 40MB/s Program Bandwidth / Y. Choi, I. Song, M-H. Park
et al. // IEEE International Solid-State Circuits Conference. – 2012.
33. Micron Announces Availability of Phase Change Memory for Mobile Devices. –
URL: http://investors.micron.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=692563 (дата обращения:
03.12.2012).
105
34. Tsendin, K. D. Comparison of new and old generations of the phase change memory
chalcogenide materials and devices / K. D. Tsendin, N. A. Bogoslovskiy // Journal of
optoelectronics and advanced materials. – 2011. – Vol. 13, no. 11-12. – Pp. 1429-1432.
35. A.V. Kolobov, J. Tominaga, P. Fons, T. Uruga. Local structure of crystallized GeTe films.
/ Appl. Phys. Lett., 82, 382-384 (2003).
36. Phase transition in crystalline GeTe: Pitfalls of averaging effects / P. Fons, A. V. Kolobov,
M. Krbal et al. // Phys. Rev. B. – 2010. – Vol. 82. – 155209.
37. The order-disorder transition in GeTe: Views from different length-scales / T. Matsunaga,
P. Fons, A. V. Kolobov et al. // Appl. Phys. Lett. – 2011. – Vol. 99. – 231907.
38. Raman scattering study of GeTe and Ge2Sb2Te5 phase-change materials / K. S. Andrikopoulos,
S. N. Yannopoulos, A. V. Kolobov et al. // J. Phys. Chem. Sol. – 2007. – Vol. 68. –
Pp. 1074-1078.
39. Matsunaga, T. Structural investigation of GeSb2Te4: A high-speed phase-change material /
T. Matsunaga, N. Yamada // Phys. Rev. B. – 2004. – Vol. 69. – 104111.
40. Петров, И. И. Электронографическое определение структур Ge2Sb2Te5 и GeSb4Te7 /
И. И. Петров, Р. М. Имамов, З. Г. Пинскер // Кристаллография. – 1968. – Т. 13,
вып. 3. – С. 417-421.
41. Why Phase-Change Media are Fast and Stable: A New Approach to an Old Problem /
A. V. Kolobov, P. Fons, J. Tominaga et al. // Jpn. J. Appl. Phys. – 2005. – Vol. 44, no. 5B.
– Pp. 3345-3349.
42. Understanding the phase-change mechanism of rewritable optical media / A. V. Kolobov,
P. Fons, A. I. Frenkel et al. // Nature Materials. – 2004. – Vol. 3. – Pp. 703-708.
43. Kolobov, A. V. Local structure of amorphous Ge-Sb-Te alloys: Ge umbrella flip vs. DFT
simulations / A. V. Kolobov, P. Fons, J. Tominaga // Phys. Status Solidi B. – 2009. –
Vol. 246, no. 8. – Pp. 1826-1830.
44. Crystalline GeTe-based phase-change alloys: Disorder in order / M. Krbal, A.V. Kolobov,
P. Fons et al. // Phys. Rev. B. – 2012. – Vol. 86. – 045212.
106
45. Yamada, N. Structure of laser-crystallized Ge2Sb2+xTe5 sputtered thin films for use in
optical disk memory / N. Yamada, T. Matsunaga // J. Appl. Phys. – 2000. – Vol. 88,
no. 12. – Pp.7020-7028.
46. Crystallization and phase-separation in Ge2+xSb2Te5 thin films / S. Privitera, E. Rimini, C.
Bongiorno et al. // J. Appl. Phys. – 2003. – Vol. 94, no. 7. – Pp. 4409-4413.
47. Resonance bonding in crystalline phase-change materials / K. Shportko, S. Kremers,
M. Woda et al. // Nature mat. – 2008. – Vol. 7. – Pp. 653-658.
48. Lucovsky, G. Effects of Resonance Bonding on the Properties of Crystalline and
Amorphous Semiconductors / G. Lucovsky, R. M. White // Phys. Rev. B. – 1973. – Vol. 8,
no. 2. – Pp. 660-667.
49. Intrinsic complexity of the melt-quenched amorphous Ge2Sb2Te5 memory alloy / M. Krbal,
A. V. Kolobov, P. Fons et al. // Phys. Rev. B. – 2011. – Vol. 83. – 054203.
50. Photoassisted amorphization of the phase-change memory alloy Ge2Sb2Te5 / P. Fons,
H. Osawa, A. V. Kolobov et al. // Phys. Rev. B. – 2010. – Vol. 82. – 041203R.
51. Distortion-triggered loss of long-range order in solids with bonding energy hierarchy /
A. V. Kolobov, M. Krbal, P. Fons et al. // Nature Chemistry. – 2011. – Vol. 3. – Pp. 311-
136.
52. Experimentally constrained density-functional calculations of the amorphous structure of
the prototypical phase-change material Ge2Sb2Te5 / J. Akola, R. O. Jones, S. Kohara et al.
// Phys. Rev. B. – 2009. – Vol. 80. – 020201.
53. Hegedus, J. Microscopic origin of the fast crystallization ability of Ge–Sb–Te phase-
change memory materials / J. Hegedus, S. R. Elliot // Nature Materials. – 2008. – Vol. 7. –
Pp. 399-405.
54. Structural transformations of Ge2Sb2Te5 films studied by electrical resistance
measurements / I. Friedrich, V. Weidenhof, W. Njoroge et al. // J. Appl. Phys. – 2000. –
Vol. 87, no. 9. – Pp. 4130-4134.
55. Kato, T. Electronic Properties of Amorphous and Crystalline Ge2Sb2Te5 Films / T. Kato,
K. Tanaka // Jpn. J. Appl. Phys. – 2005. – Vol. 44, no. 10. – Pp. 7340-7344.
107
56. Shelby, R. M. Crystallization dynamics of nitrogen-doped Ge2Sb2Te5 / R. M. Shelby,
S. Raoux // J. Appl. Phys. – 2009. – Vol. 105. – 104902.
57. Disorder-induced localization in crystalline phase-change materials / T. Siegrist, P. Jost,
H. Volker et al.// Nature materials. – 2011. – Vol. 10. – Pp. 202-208.
58. Sousa, V. Chalcogenide materials and their application to Non-Volatile Memories /
V. Sousa // Microelectronic Engineering. – 2011. – Vol. 88. – Pp. 807-813.
59. Investigation of the optical and electronic properties of Ge2Sb2Te5 phase change material
in its amorphous, cubic, and hexagonal phases / B.-S. Lee, J. R. Abelson, S. G. Bishop et
al. // J. Appl. Phys. – 2005. – Vol. 97. – 093509.
60. Electrical characterization of sputtered Ge:Sb:Te films using impedance measurements /
E. Morales-Sanchez, E. F. Prokhorov, A. Mendoza-Galvan, J. Gonzalez-Hernandez //
Vacuum. – 2003. – Vol. 69. – Pp. 361-364.
61. Ielmini, D. Evidence for trap-limited transport in the subthreshold conduction regime of
chalcogenide glasses / D. Ielmini, Y. Zhang // Appl. Phys. Lett. – 2007. – Vol. 90. –
192102.
62. A physics-based model of electrical conduction decrease with time in amorphous
Ge2Sb2Te5 / M. Boniardi, A. Redaelli, A. Pirovano et al.// J. Appl. Phys. – 2009. – Vol.
105. – 084506.
63. Kolomiets, B. T. Vitreous Semoconductors / B.T. Kolomiets // Phys. Stat. Solidi. – 1964. –
Vol. 7. – Pp. 359-372, 713-731.
64. Мотт, Н. Электроны в неупорядоченных структурах / Н. Мотт. – М.: Мир, 1969. –
172 с.
65. Cohen, M. H. Simple band model for amorphous semiconducting alloys / M. H. Cohen,
H. Fritzsche, S. R. Ovshinsky // Phys. Rev. Lett. – 1969. – Vol. 22, no. 20. – Pp. 1065-
1068.
66. Davis, E. A. Conduction in non-crystalline systems V. Conductivity, optical absorption and
photoconductivity in amorphous semiconductors / E. A. Davis, N. F. Mott // Phil. Mag. –
1970. – Vol. 22, no. 179. – Pp. 903-922.
108
67. Marshall, J. Drift mobility studies in vitreous arsenic triselenide / J. Marshall, A. E. Owen
// Phil. Mag. – 1971. – Vol. 24. – Pp. 1281-1305.
68. Mott, N. F. Evidence for a pseudogap in liquid mercury / N.F. Mott // Phil. Mag. – 1972. –
Vol. 26. – Pp. 505-522.
69. Anderson, P. W. Model for the Electronic Structure of Amorphous Semiconductors /
P. W. Anderson // Phys. Rev. Lett. – 1975. – Vol. 34, no. 15. – Pp. 953-955.
70. Клингер, М. И. Автолокализация электронных пар в неупорядоченных системах /
М. И. Клингер, В. Г. Карпов // ЖЭТФ. – 1982. – Т. 82. – С. 1687-1703.
71. Карпов, В. Г. Спектральные свойства центров с отрицательной энергией Хаббарда в
стеклах / В. Г. Карпов // ЖЭТФ. – 1983. – Т. 85. – С. 1017-1028.
72. Street, R. A. States in the Gap in Glassy Semiconductors / R. A. Street, N. F. Mott // Phys.
Rev. Lett. – 1975. – Vol. 35, no. 19. – Pp. 1293-1296.
73. Kastner, M. Valence-Alternation Model for Localized Gap States in Lone-Pair
Semiconductors / M. Kastner, D. Adler, H. Fritzsche // Phys. Rev. Lett. – 1976. – Vol. 37,
no. 22. – Pp. 1504-1507.
74. Цэндин, К. Д. Роль гибридизации в поляроном механизме U ̅-центров, мягких и
двухъямных потенциалов / К. Д. Цэндин // Письма в ЖЭТФ. – 1992. – Т. 55, вып. 11,
С. 635-638.
75. Walsh, P. J. Conduction and Electrical Switching in Amorphous Chalcogenide
Semiconductor Films / P. J. Walsh, R. Vogel, E. J. Evans // Phys. Rev. – 1969. – Vol. 78,
no. 3. – Pp. 1274-1279.
76. Electrical conduction in chalcogenide glasses of phase change memory / M. Nardone,
M. Simon, I. V. Karpov, V. G. Karpov // J. Appl. Phys. – 2012. – Vol. 112. – 071101.
77. Mott, N. F. Conduction in Non-crystalline Systems VII. Non-ohmic Behavior and
Switching / N. F. Mott // The Philosophical Magazine. – 1971. – Vol. 24, no. 190. –
Pp. 911-934.
78. Ielmini, D. Threshold switching mechanism by high-field energy gain in the hopping
transport of chalcogenide glasses / D. Ielmini // Phys. Rev. B. – 2008. – Vol. 78. – 035308.
109
79. Лебедев, Э. А. Проводимость халькогенидных стеклообразных полупроводников в
высоких электрических полях / Э. А. Лебедев, Н. А. Рогачев // ФТП. – 1981. – Т. 15,
вып. 8. – С. 1511-1518.
80. Коломиец, Б. Т. Влияние токов, ограническнных пространственным зарядом, на
тепловой пробой / Б. Т. Коломиец, Э. А. Лебедев, К. Д. Цэндин // ФТП. – 1971. – Т. 5,
вып. 8. – С. 1568-1572.
81. Роуз, А. Основы теории фотопроводимости / А. Роуз. – М. : Мир, 1966. – 192 c.
82. Conductive path formation in glasses of phase change memory / M. Simon, M. Nardone,
V. G. Karpov, I. V. Karpov // J. Appl. Phys. – 2010. – Vol. 108. – 064514.
83. Eaton, D. L. Electrical Conduction Anomaly of Semiconducting Glasses in the System As-Te-I
/ D. L. Eaton // J. American Ceramic Society. – 1964. – Vol. 47, no. 11. – Pp. 554-558.
84. Warren, A. C. Switching Mechanism in Chalcogenide Glasses / A. C. Warren // Electronics
Letters. – 1969. – Vol. 5, no. 19. – Pp. 461-462.
85. Wagner, K. W. The physical nature of the electrical Breakdown of solid dielectrics /
K.W. Wagner // Journal of the Institution of Electrical Engineers [1889-1940]. – 1922. –
Vol. 41. – Pp. 1034.
86. Брагин, С. М. Теория и практика пробоя диэлектриков / С. М. Брагин, А. Ф. Вальтер,
Н. Н. Семенов. – Государственное издательство, 1929.
87. Лотоцкий, Б. Ю. Отрицательное дифференциальное сопротивление, обусловленное
микронагревом / Б. Ю. Лотоцкий, Л. К. Чиркин // ФТТ. – 1966. – Т. 6. – С. 1967-1970.
88. Гельмонт, Б. Л. Бифуркационные значения параметров и шнурование тока в теории
теплового пробоя / Б.Л. Гельмонт, К.Д. Цэндин // Труды шестой международной
конференции по аморфным и жидким полупроводникам. Электронные явления в
некристаллических полупроводникахю – Ленинград: Наука, 1976. – С. 177-181.
89. Цэндин, К. Д. Условия предотвращения теплового пробоя полупроводниковых
приборов / К. Д. Цэндин, А. Б. Шмелькин // Письма в Журнал Технической Физики.
– 2004. – Т. 30, вып. 12. – С. 86-94.
90. Фок, В. А. К тепловой теории электрического пробоя / В. А. Фок // Труды Л.Ф.-Т.Л.
– 1928. – Вып. 5: Сборник работ по прикладной физике. – С. 52-64.
110
91. Гринберг, Г. А. О протекании теплового пробоя во времени / Г. А. Гринберг,
М. И. Конторович, Н. Н. Лебедев // ЖТФ. – 1940. – Т. 10, вып. 3. – С. 199-216.
92. Kaplan, T. Thermal Effects in Amorphous-Semiconductor Switching / T. Kaplan, D. Adler //
Apl. Phys. Lett. – 1971. – Vol. 19, no. 10. – Pp. 418-420.
93. Spenke, E. Eine anschauliche Deutung der Abzweigtemperatur scheibenformiger
Heissleiter / E. Spenke // Archiv fur Electrotechnick. – 1936. – Vol. 30, iss. 11. – Pp. 728-
736.
94. Lueder, H. Zur technischen Beherrschung des Warmedurchschlags / H. Lueder,
W. Shottky, E. Spenke // Naturwissenschaften. – 1936. – Vol. 24, iss. 4. – P. 61.
95. Lueder, H. Uber den Einfluss der Warmeableitung auf das elektrische Verhalten von
temperaturabhangigen Widerstanden / H. Lueder, E. Spenke // Zeitschrift für Technische
Physik. – 1935. – Vol. 16. – Pp. 373-379.
96. Pryor, R. W. Mechanism of threshold switching / R. W. Pryor, H. K. Henisch // Appl.
Phys. Let. – 1971. – Vol. 18, no. 8. – Pp. 324-325.
97. Balberg, I. Simple test for double injection initiation of switching / I. Balberg // Appl. Phys.
Lett. – 1970. – Vol. 16, no. 12. – Pp. 491-493.
98. Boer, K. W. Electrothermal Initiation of an Electronic Switching Mechanism in
Semiconducting Glasses / K. W. Boer, S. R. Ovshinsky // J. Appl. Phys. – 1970. – Vol. 41,
no. 6. – Pp. 2675-2681.
99. Male, J. C. Field-enhanced conductivity effects in thin chalcogenide-glass switches
J. C. Male, A. C. Warren // Electron. Lett. – 1970. – Vol. 6. – Pp. 567-569.
100. Kroll, D. M. Theory of electrical instabilities of mixed electronic and thermal origin /
D. M. Kroll // Phys. Rev. B. – 1974. – Vol. 9, no 4. – Pp. 1669-1706.
101. Mott, N. F. Conduction and switching in non-crystalline materials / N. F. Mott // Contemp.
Phys. – 1969. – Vol. 10, no. 2. – Pp. 125-138.
102. Henisch, H. K. Amorphous – semiconductor switching / H. K. Henisch // Scientific
American. – 1969. – Vol. 221, no. 5. – Pp. 30-41.
103. Adler, D. The mechanism of threshold switching in amorphous alloys / D. Adler,
H. K. Henisch, N. Mott // Rev. Mod. Phys. – 1978. – Vol. 50, no. 2. – Pp. 209-220.
111
104. Сандомирский, В. Б. Феноменологическая теория концентрационной неустойчивости в
полупроводниках / В.Б. Сандомирский, А.А. Суханов, А.Г. Ждан // ЖЭТФ. – 1970. –
Т. 58, вып. 5. – С. 1683-1694.
105. Рывкин, С. М. О механизме переключения в аморфных полупроводниках /
С. М. Рывкин // Письма ЖЭТФ. – 1972. – Т. 15, вып. 10. – С. 632-635.
106. Savransky, S. D. Model of conductivity transition in amorphous chalcogenides induced by
auger recombination / S. D. Savransky // J. Ovonic Res. – 2005. – Vol. 1, no. 2. – Pp. 25-31.
107. Забродский, А. Г. О механизме низкотемпературного примесного пробоя в
компенсированных полупроводниках и эффекта переключения в аморфных
полупроводниках / А. Г. Забродский, С. М. Рывкин, И. С. Шлимак // Письма ЖЭТФ.
– 1973. – Т. 18, вып. 8. - С. 493-497.
108. Threshold switching in chalcogenide-glass thin films / D. Adler, M. S. Shur, M. Silver,
S. R. Ovshinsky // J. Appl. Phys. – 1980. – Vol. 51, no. 6. – Pp. 3289-3309.
109. Ielmini, D. Analytical model for subthreshold conduction and threshold switching in
chalcogenide-based memory devices / D. Ielmini, Y. Zhang // J. Appl. Phys. – 2007. –
Vol. 102. – 054517.
110. A unified model of nucleation switching / M. Nardone, V. G. Karpov, D. C. S. Jackson,
I. V. Karpov // Appl. Phys. Lett. – 2009. – Vol. 94. – 103509.
111. Karpov, V. Switching, Electron transport / V. Karpov, D. Georgiev // Workshop on
Switching and ON Conduction in Chalcogenide Materials. – Santa Clara, 2010.
112. Kohary, K. Electric field induced crystallization in phase-change materials for memory
applications / K. Kohary, C. D. Wright // Appl. Phys. Let. – 2011. – Vol. 98. – 223102.
113. К теории многофононного захвата электрона на глубокий центр / В. Н. Абакумов,
И. А. Меркулов, В. И. Перель, И. Н. Яссиевич // ЖЭТФ. – 1985. – Т. 89. – С. 1472-
1486.
114. Карпус, В. Термоионизация глубоких центров в полупроводниках в электрическом
поле / В. Карпус, В. И. Перель // Письма в ЖЭТФ. – 1985. – Т. 42. – С. 403-405.
115. Карпус, В. Многофононная ионизация глубоких центров в полупроводниках в
электрическом поле / В. Карпус, В. И. Перель // ЖЭТФ. – 1986. – Т. 91. – С. 2319-2331.
112
116. Влияние заряда глубокого центра на многофононные процессы термоионизации и
захвата электронов / В. Н. Абакумов, В. Карпус, В. И. Перель, И. Н. Яссиевич //
ФТП. – 1988. – Т. 22. – С. 262-267.
117. Термополевая ионизация примесей многомодовое рассмотрение / В. Н. Абакумов,
В. Карпус, В. И. Перель, И. Н. Яссиевич // ФТТ. – 1988. – Т. 30, вып. 8. – С. 2498-2504.
118. Абакумов, В. Н. Безызлучательная рекомбинация в полупроводниках / В. Н. Абакумов,
В. И. Перель, И. Н. Яссиевич. – СПб.: изд. ПИЯФ, 1997.
119. Ганичев, С. Д. Ионизация глубоких примесных центров дальним инфракрасным
излучением / С. Д. Ганичев, И. Н. Яссиевич, В. Преттл // ФТТ. – 1997. – Т. 39,
вып. 11. – С. 1905-1932.
120. Ландау, Л. Д. Курс теоретической физики: Учеб. пособ. В 10 т. Т. III. Квантовая
механика (нерелятивистская теория) / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. – 6-е изд., испр. –
М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 800 с. – ISBN 5-9221-0530-2.
121. Богословский, Н. А. Нелинейность вольт-амперных характеристик халькогенидных
стеклообразных полупроводников, обусловленная многофононной туннельной
ионизацией U-минус центров / Н. А. Богословский, К. Д. Цэндин // Физика и техника
полупроводников. – 2009. – Т. 43, вып. 10. – С. 1378-1382.
122. Bogoslovskij, N. A. Electronic–thermal switching and memory in chalcogenide glassy
semiconductors / N. A. Bogoslovskij, K. D. Tsendin // Journal of Non-Crystalline Solids. –
2011. – Vol. 357. – Pp. 992-995.
123. Bogoslovskiy, N. A. Multiphonon tunnel ionization of negative-U centers – the origin of
switching and memory effects in chalcogenide glasses / N. A. Bogoslovskiy, K. D. Tsendin
// Journal of optoelectronics and advanced materials. – 2011. – Vol. 13, no. 11-12. –
Pp. 1423-1428.
124. Воронков, Э. Н. Электропроводность аморфных пленок халькогенидных соединений
в сильных электрических полях / Э. Н. Воронков, С. А. Козюхин // ФТП. – 2009. –
Т. 43, вып. 7. – С. 953-956.
125. Switching and memory effects in partly crystallized amorphous Ge2Sb2Te5 films in a
current controlled mode / N. Almasov, N. Bogoslovskiy, N. Korobova et al. // Journal of
Non-Crystalline Solids. – 2012. – Vol. 358. – Pp. 3299–3303