Элемент памяти для постоянного запоминающего устройства (его варианты)

 

1. Элемент памяти для постоянного запоминакнцёго устройства, содержащий полупроводниковую подложку первого типа провод 1ости, в приповерхностном слое которой расположены лиффузиониые области второго типа проводимости на поверхности полупроводниковой подложки размещены диэлектрические области с частичным перекрытием одних краев диффузионных областей второго типа проводимости, на поверхности полупроводниковой подложки между диэлектрическими областями последовательно размещены первый и второй диэлектрические слои с частичным перекрытием других краев диффузионных областей, на поверхности второго диэлектрического слоя расположен проводячий слой, о т л и ч. а ю щ и и с я тем, что, с целыо увеличения времени хранения информации, проводящий слой выполнен из двух послеловательно расположенных полупроводниковых слоев, образую1цих р-п-переход , причем толчина слоя, примыкающего к второму диэлектрическому слою, менее диффузионной длины носителей, но более L, равной где 1 длина свободного пробега, S - относительная энергия, передаваемая носителем заряда колебаниям кристаллической решетки полупроводникового материала проводя1чего слоя. 2, Элемент памяти для постоянного запоминающего устройства, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, в приповерхностном слое которой расположены диффузионные области второго типа проводимости , на поверхности полупроводниковой подложки размещены диэлектрические области с частичным перекрытием одних краев диффузионных областей второго типа проводимости, на поверхности полупроводниковой подложки межсл ду диэлектрическими областями послес довательно размещены первый и второй диэлектрические слои с частичным перекрытием других краев диффузионных областей, на поверхности второго диэлектрического слоя расположен прово-, дящий слой, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени 4 О хранения информации, проводяций слой выполнен из двух смежно располоVJ женных полупроводниковых слоев, обра00 Ю зующих р-п-переход, причем толцина слоев, привыкающих к второму диэлектрическому слою, менее диффузионной длины носителей, но более L, равной где 1 - длина свободного пробега носителей, и - относительная энергия , передаваемая носителем заряда колебаниям кристаллической решетки полупроводникового материала проводящего слоя.

СОКИ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) G 11 C 1 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3622497/24 (22) 15.06.83 (46) 15.07.92. Бюл. Р 26 (72) В.Н. Гаитольд и С.А. Камбалин (53) 681.3?j. 66 (088.8) (54) ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ P3lH ПОСТОЯННОГО

ЗАПОМИНАВРЕГО УСТРОЙСТВА (ЕГО ВАРИАНТИ) (57) 1. Элемент памяти для постоянного запоминающего устройства, содер" жащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, в приповерхностном слое которой расположены дифФузионные области второго типа проводимости, на поверхности полупроводниковой подложки размещены диэлектрические области с частичным перекрытием одних краев диффузионных.областей второго типа проводимости, на гюверхности полупроводниковой подгюжки между диэлектрическими областями последовательно размещены первый и второй диэлектрические слои с частичным перекрытием других краев диффузионных областей, на поверхности вжрого диэлектрического слоя расположен проводящий слой, о т л и ч. а ю щ и йс-я тем, что, с целью. увеличения времени хранения информации, прово" дящий слой выполнен из двух последо" вательно расположенных полупроводниковых слоев, образующих р-и-переход, причем толщина слоя, примыкающего к второму диэлектрическому слою менее диффузионной длины носителей, но более L, равной 1/Д, где 1длина свободного ltpo6era,. а - отно" Ы,, 1 149789 А1 сительная энергия, передаваемая носителем заряда колебаниям кристаллической решетки полупроводникового материала проводящего слоя.

2. Элемент памяти для постоянного запоминающего устройства, содержащий полупроводниковую подложку пе рвого типа проводимости, в приповерхностном слое которой расположены диффузионные области второго типа проводимости, на поверхности полупроводниковой подложки размещены диэлектрические области с частичным перекрытием одних краев диффузионньгх областей второго типа проводимости, на поверх- ф ности полупроводниковой подложки между диэлектрическими областями последовательно размещены первый и второй диэлектрические слои с частичным перекрытием других краев диФФузионных областей, на поверхности второго диэлектрического слоя расположен прово", дящий слой, отличающийся ,еЪ тем, что, с целью увеличения времени хранения инфо рмац ии, проводящий слой выполнен из двух смежно расгюло- О женных полупроводниковых слоев, абра- 4 зующих р-п-переход, причем толщина ОО слоев, примыкающих к второму диэлектрическому слою, менее диффузионной длины носителей, но более L, равной

1/Д, где 1 - длина свободного пробега носителей, д - относительная энергия, передаваемая носителем заряда колебаниям кристаллической решетки полупроводникового материала проводящего слоя.

)1 ;Ъобре гение относится к вычислительной технике и может быть использовано при изготовлении запоминающих устройств на основе транзисторов

NPll, в частности МИОП-типа (металлнитрид кремния-двуокись кремния-кремний).

Целью изобретения является увеличение времени хранения информации элемента памяти.

На фиг.1 изображен элемент памяти г(о первому вариаь ту изобретения; на фиг.2 - .го же по второму варианту изобретения.

В полупроводниковой подложке одного тийа проводимости (фиг..1) распопояены диффузионные области 2 другого типа проводимости. tta полупрОБОдникОВОЙ подлОжке с частичным перекрытием одних краев областей 2 ра с.пОЗ 1Ояен ди зле кт ри ческии слОи

i1a подложке расг оложени диэлектрический слой 4 с перекрытием краев областей 2, а на нем - диэлектрический -лой g. Оба этих слоя образуют затворный диэлектрик. На затворном диэлектрике находится проводящий электрод, состоящий из двух полупроводниковых слоев 6 и 7, расположенi- ых p,ðóã на друге и образующих р-v c ie>;on. Второй вариант (фиг.2) отличается От первого тем чтО полупро водниковые слои, образующие Р-л-переход, расположены смежно относительно друг- друга.

Рассмотрим .работу элемента памяти, когда испОльзована подлОяка р типа проводимости, диэлектрический слой

4 выполнен из двуокиси кремния толщио ной 40- 30 А, слОЙ .з из нитрида кремния толщиной 300-400 1, проводящий слой изготовлен из кремния, нижний слой — и-типа проводимости, верхнийр-типа проводимости.

Режим записи осуществляется следующим образом. Между слоями 7 и 6 прикладывается напряжение отрицательной полярности такой величины, чтобы вызвать в р-и-переходе лавинный пробой. К слою 6 относительно ггодложки прикладывается напряжение отрицательной полярности. Это напряжение снижает потенциальный арьер между слоями 6 и 5, тем самым увеличивая накопление отрицательного заряда в слое 5

Электроны„. возникающие в большом количестве и с большой энергией в 7о9

4 результате лавинного пробоя, инжектируются в слой 6 и захватываются ловушками.

Реяим стирания осуществляется сле" дующим образом. К слою 7 относительно подложки прикладывается положительное напряжение. Величина его выбирается такой, что выполняется условие: ток через слой 4 много меньше тока через слой 5. Приложенное напряжение понияает потенциальный барьер между слоями 6 и 7, и электроны, хранящиеся на ловушках, покидают их и под действием приложенного напряжения уходят в проводящий слой 6. Отсутствие больших токов через слой 4 позволяет избежать изменения его характеристики, что позволяет увеличить вре20 мя безотказной работы и время хранения.

Режим считывания. В зависимости от знака накопленного заряда в слое

5 между соседними областями 2 сущест2S вует или не существует канал. Это определяе ся по протеканию (отсутствию) тока между смежными областями при приложении напряжения между слоем 6 и подложкой.

3д К слоям предъявляются следующие требования

Толщина слоя 7 меньше диффузион-. ной длины носителей„в рассматриваемом случае - электронов, так как в противном случае электроны, возникающие в области р-п-перехода, рекомбинируют в слое 6 и не попадают в слой 5,. Это следует из определения диффузионной рлины - вели ины, соответствующей расстоянию, на котором происходит рекомбинация избыточных носителей. Максимальная толщина слоя 6 определяется возможностью лавинного умножения при пробое - при толщине слоя меньше величины 1. носители не набирают энергии, достаточной для данного умножения ь. ) !-Г

50 где 3. - длина свободного пробега но3сителя;

" относительная энергия, передаваемая носителем заряда колебаниям кристаллической решетки полупроводникового материала проводящего слоя.

Изобретение позволяет увеличить время хранения информации, так как

114/78/ струкциях для накопления заряда в затворном диэлектрике напряжение прикладывается к последнему и вызывает его деградацие. проводят,ий слой состоит из двух полупроводниковых слоев, образующих р-о-переход, который является истоцником заряда, накапливаемого в затворном диэлектрике. В известных конРедактор О. Юркова Texpen g 11оргентал

Корректор Л, Ливринц

Заказ 2821 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101