Способ записи и считывания информации в мноп-элементе памяти,мноп-элемент памяти и матричный накопитель для запоминающего устройства

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания как электрически программируе- .мы.ч ПЗУ, так и многократно мерепрограммируемы .х ЗУ новын1енной информационной е.мкости на основе МДП-структур, в частности МНОП-транзисторов. Целью изобретения является повышение информационной емкости. Основой накопителя является МНОП-транзистор. Затворы каждого из элементов памяти i-й строки и j-ro столбца (i и j - текущие значения номера строки и столбца) соединены соответственно с затворами элементов памяти (i + 1)-й строки, (i- 1)-й строки и (J -J- 1)-го столбца, (j - - 1)-го столбца и с соответствующей адресной шиной. При записи инфор.мации и.мпульсы подают последовательно на каждую сток-истоковую область элемента памяти, при считывании на одну из сток-истоковы.х областей подают импульс напряжения, превышающий по амплитуде напряжение смыкания области, примыкающей к данной стокистоковой области. 3 с. п. ф-лы, 4 ил. (О сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5)) 4 Г 11 с 11/40

ke--,,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 8TOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ " - .,-!;, (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3583900/24-24; 3578993/24-24 (22) 16.04.83 (46) 23.06.88. Бюл. № 23 (72) Ю. В. Голтвянский, А. П. Дубчак, В. Д. Костк>к и А. П. Нагни (53) 681.327.66 (088.8) (56) Патент Г!ЦА № 3846768, кл. Ci 1 Г 11/40, опублик. 1974. !

1атент ФРГ № 2657643, кл. Н 0 1 29/76, оп убл и к. 977. (54) Г!!ОСОБ ЗА!1ИСИ И СЧИТЫВАНИЯ

И НФОР МАЦИ И В М НОП-ЭЛ ЕМЕ НТЕ ПАМЯТИ, МНОП-ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ И МАТРИЧНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания как электрически программируемых ПЗУ, так и многократно перепрограм„,Я0„„1405088 А1 мируемых ЗУ повышенной информационной емкости на основе МДП-структур, в частности МНОП-транзисторов. Целью изобретения является повышение информационной емкости. Основой накопителя является

МНОП-транзистор. Затворы каждого из элементов памяти i-й строки и j-го столбца (i и j — текугцие значения номера строки и столбца) соединены соответственно с затворами элементов памяти (! + 1)-й строки, (i — 1) -й строки и (j + 1) -го столбца, (j— — 1) -го столбца и с соответствующе" адресной шиной. При записи информации импульсы подают последовательно на каждую сток-истоковую область элемента памяти, при считывании на одну из сток-истоковых областей подают импульс напряжения, превышающий по амплитуде напряжение смыкания области, примыкающей к данной стокистоковой области. 3 с. и. ф-лы, 4 ил.!

405088

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания как электрически программируеII0CTO5Ifi fI bl X 33 IIOM H II 3 IOlfi H X VCTPOHCT Ei,, так и многократно перепрогрямчируемых запоминающHx усгройств повышенной инфор. x13llHoHIIoH емкости на основе МЗ,П-стрх ктур, 1 (и 111стности МНОГ!-транзисторов. ! (сль|о изобретения является повыше-! lllIl. информационной емкости.

На фиг. 1 представлены экснерименталь- 10 ныс выходные характеристики — 3, разьясняюпснс принцип считывания информации, которая записывается как со стока, так и со 0fx)pO«f>I истока обычного МНОП-транзистс)р11 с двучя сток-истоковыми областями;

II3 фиг. 2 структура элемента памяти, pcÿãï1ç > к)нсl. 1 О с пособ, вид Efppх y, 113 фи г. 3— го жс. вид сбоку; н;1 фиг. 4 — матричный

Il3HnlIlI I l ль 113 ос1ювс М НО(1-элемента нам я1.и с >IOTI>lpf>xlH сTQK-IfcTohOEII>131и об13cT51)ilf.

11ри:l«1»lcH HIII!)Opif3IEHI»fcпо 1ьзуют кяfiàльную и IH л IIIHIIII), инжскцию носитслси с зархи;1.г1)ч заряда в диэлектрике вблизи стокового р-ll-перехода, Ilo операцию прс)ГPcl >i М И ()ОН Я Н H51 I I POHHBO,I HT TO.I I>ÊO Р11Л, сколько он имел. сток-истоковых областей.

1!ри эгоч с помощью инжскции «горячих» электронов, например, в п-канальном МНОП э fevcfiTC формируют требуему)о величину порогового няпряжсHHH вблизи каждого стокистокового р-п-перехода, подавая положит«льнос напряжение Hà его затвор и кîil крстнук) сток-истоковую область, заземлив хотя бы одну из оставшихся, а при считывании информации, записанной вблизи выбранного сток-истокового р-п-перехода, ня затвор МНОП-элемента подают напряжение вели illflf>I, II3xOIIÿùåécÿ внутри его межпо>роговой зоны, а все остальные или хотя бы

1 один из III .Ilыбранных сток-истоковых р-и,переходов ш)збуждают напряжением, пре,вышакицим напряжение смыкания части

1 ,МНОП-элемента вблизи этого р-п-перехо а с учетом того, ITo эта часть может Н3- 40 ходиться в состоянии с высоким пороговым напряжением благодаря ранее накопленному заряду вд,иэлектрикс вблизи данного р-и-перехода в предшествующей операции программирования.

11ри данном способе считывания íà:Ièчис или отсутствие тока через исток МНОПэлемента не зависит от того, в каком состоянии находится диэлектрик (заряженном или нет) вблизи п+-области, служащей при с«1итывянии в качестве стока. TOI( случае определяется лишь пороговым напряжением вблизи истока, на который напряжение не подается. Беря последовательно в качестве истока остальные п+-облас ги элемента, прочитывают всю информацию элемента пачяти. 55

Элемент памяти (фиг. 2 и 3) выполнен с четырьмя сток-истоковыми областями и содержит подложку 4 р-типа, п-сток-истоковые

2 области 5--8, первый — -третий 9 — 1! слои подзатворного диэлектрика, управляющий электрод (затвор) 12.

Г!ри записи «горячих» электронов на сток

5, соединенный с затвором 12, подается импульс U; длительностью 10 с, исток 7 при этом заземлен. Принцип «разогрева» и инжекции электронов здесь аналогичен тому, который используется в приборах с плавающим затвором, с той лишь разницей, что в данном случае захваченные электроны нс растекаются вдоль канала, а сосредотачиваются на ловушках в нитриде кремния вблизи стока.

В зависимости от режимы записи длина ооласти вдоль канала со встроенным в диэлектрик зарядом колеблется вблизи значения I мкм. При измерении эффективного порогового напряжения такого транзистора с записанным зарядом сток инвертируется с истоком, т. е, подается напряжение

= UI — — Lf, до появления тока в кана,lc величиной 1 мкА

:-экспериментальные зависимости (фиг. 1) рс)з1ясняют принцип считывания информации, если ее записывать как со стороны стока, так и со стороны истока. Пусть к затвору элемента приложено некоторое напряжение 14» = +5В, находящееся внутри межпороговой зоны МНОП-элемента .oo» «1>0 (U« = 2В, U = 9В). Если элемент нахоIHTcH H исходном состоянии, то его выходная характеристика имеет вид 1 независичо от того, какой электрод является стоком, т. е. ток в канале идет при любом напряжеIIHè II3 стоке (.).. Если произведена запись со стороны стока, то эта характеристика примет вид 2. При этом напряжение Ul соответствует напряжению смыкания части элемента вблизи стока с высоким пороговым напряжеHHcxf, поскольку длина этОЙ части весьма мала. Если запись произведена со стороны истока или с обеих сторон, то выходная .характеристика 3 определяется или напряжением смыкания сток-истокового элемента, или пробивным напряжением п -области стока V> (в зависимо TH от того, что меньше).

Таким образом, имеегся межпороговая зона второго рода () + ((I, пали Iие которой позволяет прочесть информацию, которая хранится у стока, а также HHi!)Op»3цию, которая записана у истока. (ля этого при считывании подают поочередно на стоковую и истоковую области напряжение

U, удовлетворяющее соотношению Ul ((( (UI>, и по наличию или отсутствию тока определяют, какая информация хранится у противоположного электрода. При этом, подается напряжение на затвор, удовлетворя«о>o, «(» ющее соотношению U, (UI (U Таким образом, согласно предлагаемому способу управления МНОП-элементом памяти с двумя сток-истоковыми областями его информационная емкость повышается в два раза.

1405088

Соответственно, IlpH наличии II сток-истоковых обл нетей емкость чожет быть увеличена Б л рыз.

Матричный накопитель на основе МНОПэлемента памяти с четырьмя сток-истоковыми областями (фиг. 4) содержит строчные ры lpsl;IIII, шины 13, адресные шины (4, столбцовые разрядные шины 15, элемент! 6 памяти.

11ротивоположные сток-истоковые области э. 1(1(IITOB !13 vlkITH каждой стРоки >)ытрицы подклк)>((ны к двум различным строчным рызрядныч IIIHH3M, аналогично протиl3oIIo;l0iKflhl(сток-истоковые области элеменK 3iK. LOI O < TO:1 6IL3 матрицы II 0LK. I )оче вы к двум столбцовым разрядным шинам, а затворы элементов памяти соединены с адресными шинами 14 таким образом, чтобы зытBopt>I;LBvx I)pot)330(tello Bзятых элеменТоВ нычяти IK)áot одного столбца или лю6оН одной строки матрицы не были подкл)очсны к однOй и той же адресной (ниH(.

Матричный накопитель преднызначеkl .L. IH создания 1(ЗУ на основ(элемента пычяти с третьим диэлектрическим слоем 11.

В)>п)олнение данным накопителем функции избирательного электрического программирования (в составе ПЗУ) непосредственно вытекает из приведенных примеров записи и считывания отдельным элементом н() м яти, И с и)гп>зовы и не изобретения позволит оолее чем на порядок повысить информационну)о емкость.

Формула изобретения

1. Способ записи и считывания информации в МНОП-элементе памяти, заключающийся в подаче программирующих импульсов на стоковую и затворную области МНО11-элемента памяти при записи информации, а при считывании — в подаче импульсы напряжения на затворную область, огни>(аюи(ийся тем, что, с целью попы(пения инфорчационной емкости элемента памяти, нрн з<п иси информации програм4 мирующие импульсы подают последовательно на каждую сток-истоковую область элемента памяти, при считывании информации подают на одну из сток-истоковых областей импульс напряжения, превышающий по амплитуде напряжение смыкания области, примыка)ошей к данной сток-истоковой области, причем информацию считывают с других сток-истоковых областей.

2. МНОП-элемент памяти, содержащий

1О полупроводниковую подложку р-типа проводимости, в приповерхностнои области которой разчещеHBI стоковые и истоковые области и-типа проводимости, на поверхности полупроводниковой подложки р-типа проводимости размещены слои диэлектриков, один из которых является запоминающим, и слой проводHèка, отли>(аюи(ийгя тем, что, с цель о повышения информационной емкости элемента памяти, в него введены дополнительные сток-истоковые области, при20 чем oct>ovkttlc и дополнительные сток-истоковые оолясти размещены одна от другой ны расстоянии.

3. Матричный HBK0IIHT< для запоминающего устройства, содержащий элементы памяти, включенные в перекрестиях адресных н разрядных IIIHII, отли>(аюи(ийся тем, что, с целью повышения информационной емкости накопителя, в нем элементы памяти выполнены в виде МНОП-элемента с «етырьмя сток-истоковыми областями, при этом противоположные сток-истоковые 00ласти элементов памяти каждой строки подключенbk соответственно к двум смежíblì строчным разрядным шиH3м, а противоположные сток-пстоковые области элементов памяти каждого столбца подключены соот35 ветствеllllо к .)в>, ) смежныM столбtLÎBых! разрядным шинач, при этом затворы каж LoIo нз элементов пычятн (-и строки и/-I0 столбца (где l u J -- текущие значения номера строки и столбца) соединены соответственно с затворами элементов памяти

40 (! + 1)-й строки, (I -- !)-й строки и (/ + 1)го столбца, (j — 1)-го столбца н с соответCTB) Ю(ПЕЙ ЯДР<.Спой III HIIOH.

Составитель .1. Ач<усьсва

Редактор Н. Гунько Техред И Верес Корректор И. Муски

Заказ 3108/55 Тираж 590 Г1одписное

ВНИИПИ Государстве»ного комитета (ГС(.Р >10 L .< изобрет< пай и i>ткрытнй

1 13035, Москва, Ж- 35. Ра <»скан пво., д. 4 5

Пропзводствег<но-полиграфическое прслприятие, i < ж> про.<, 1,<. 11р<гск> i>;<н, 4