Элемент памяти

 

Изобретение относится к вычис лительной технике, в частности к постоянным электрическим перепрограммируемым запоминающим устройствам , сохраняющим информацию при отключенном источнике питания, и может быть использовано в блоках памяти вычислительных машин, в устройствах автоматики, микропроцессорах. Цель изобретения увеличение времени храпения информации в элементе памятп . Дапь достигается тем, что мент памяти дополнительно содержит второй проводящий слой 9 из тугоплавкого металла или силицида тугоплавкого металла, расположенный между четвертым диэлектрически слоек 7 и первым проводящим слоем 8. Элемент памяти содержит также пятый диэлектрический слой 10, расположенный между четвертым диэлектрическим СЛОРМ 7 и вторым проводящим слоем 9, Наличие слоя 9 снижает инжекцию носителей заряди из слоя 8, что уменьшает компенсацию зарядов противоположного знака, инжектированных из подложки 1 и слоя 6. Б результате в третьем Q диэлектрическом слое 6 и вблизи его границ происходит накопление преимущественно электронов, Энергетическое положение лозуыек обеспечивает длительное хранение захваченного заряда. Слой 10 усиливает блокировку инжекции дырок из слоя 8 в слой 7 2 ил 1 з.п. № tTfieS.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СоаЧЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 11 G 17/00

Q3 фь

СЛ

ГОСУДА СТНЕННЫй НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР. (46) 23.09,92. Бюл. - 35 :(21) 4479753/24 (22) 09.09.88 (72) В.Г.Ерков, С.Ф.Девятова, A.A.Ëèõà÷åâ, А.H.Òàëäîíîí и И,A.ÃOлод (53) 681. 327,6 (088.8). (56) "Электронная техника", сер.3Микроэлектроника, 19 79, Р 6 (84), с, 6-13.

Авторское свидетельство СССР

Р 1385871, кл. G 11 С 17/00, 1986. (54) ЭЛГМГЛТ ПАМЯТИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к постоянным электрическим перепрог раммируемым запоминаю щам устройствам, сохраняю цим информацию при отключенном источнике питания, и мо жет быть использовано в блоках паМяти вычислительных манин, в устройствах автоматики, микропроцессорах, Цель изобретения — увеличение време-, ни хранения информации в элементе паИзобретение относится к вычислительной технике, в частности к постоянным электрически перепрограммируемым запоминающим устройствам .. сохраняющим информацию при отключенном источнике питания, и может быть использовано в блоках памяти вычислительных лищин, в устройствах автоматики, микропроцессорах.

Целью изобретения является увеличение времени хранения информации в элементе памяти. мяти. Цель достигается тем, что etre= мент палити дополнительно содержит второй проводящий слой 9 из тугоплавкого металла или силицида тугоплавкого металла, расположенный между четвертым диэлектрически слоем 7 и первым проводящим слоем 8. Элемент памяти содержит также пятый диэлектрический слой 10, расположенный между четвертым диэлектрическим слоем

7 и вторым проводящим слоем 9. Пали-" чие слоя 9 снижает инжекцию носите" лей заряда из слоя 8, что уиеньпает компенсацию зарядов противоположного знака, инжектированных из подложки 1 и слоя 6. Б результате в третьем д диэлектрическом слое 6 и вблизи его границ происходит накопление пре- ) имущественно электронов. Энергетическое положение ловушек обеспечивает длительное хранение "-axon «e srroro заряда. Слой 10 усиливает блокировку пнжекции дырок из слоя 8 в жЬ слой 7, 2 ил. 1 э.п.

На фиг. 1 пр ед ставлена структура элемента памяти. - ; па фпг.2То же с пятым диэлектрическим слоем.

Элемент памяти содержит полупро" водниковую подложку 1 областп 2, 3 стока и истока, диэлектрические слои 4-7, проводящие слои 8, 9. Элемент памяти может также содержать пятьвй дйэлектрический слой 10, Работа эЛемента памяти может быть рассмотрена на примере элемента па1540563 мат!1, Включаю!!!его полупроводниковую .1оу1лo>Kêó 1 р-типа проводимости„ пер»!1й! диэлектрический слой 4 иэ

cIIерхтонкого окисла кремния, второй диэлектрический слой 5 из нитрида кремния, третий диэлектрический слой

6 иэ сверхтонкога слоя окисла крем 1ет верт1 1й диэлектрический слой

7 из нптрида кремния, первый проводящий слой 8 из поликристаллического крем!!ия, второй проводящий слой 9 из силицида молибдена, области 2, 3 второга типа проводимости являются сТо ка!! 1! истокам транзистора элемента

IIIII.!яти. (Исходное пороговое напряжение эле1 мента памяти близко к нулю. Запись и1!!!армации осуществляется поцачей на электрод затвора (слой 8) относительно подложки 1 импульса положительно!"о напряжения амплитудой,: учитывающей трл1цины и диэлектрические проницаемости диэлектрических слоев 2с;

4-7. Для описанной конструкции электр!! 1еские поля в первом, трегьем и втором, четвертом диэлектрических слоях 4-7 составляют величины порядка 8-10 и 5-6 183/сы соответственно.

Для суммарной толщины нитридпых слоeI. 100-150 а программирующие напряжения составля1от 8-12 В, Ток электронов через первый диэлектрический

У вФ слой -! преобладает над током элект35 ранов ва втором, третьем и четвертом диэлектрических слоях 5-7. Для выбранных програ1!мирую!ш1х напряжеиий талщ1и!ы второгo и четвертого диэлект-. р1!ческих слоев 5, 7 выбраны такими, чтобы положение третьего диэлектри-. ческого слоя б, имеющего высокую плотность глубоких ловушечных центров и расположенного между вторым и четвер-, тым диэлектрическнми слоями 5, 7, совпадало с положением центроида захваченного заряда. Наличие же второго проводящего слоя 9 из тугоплавкого металла или. его силицида снижает инжекц1!ю носителей заряда из электрода затвора, что уменьшает компен50

càIJèþ зарядов противоположного знака; и11жектированных Н3 подложки 1 и электрода затвора. Таким образом, в треть. ем диэлектрическом слое б. и вблизи его границ происходит накопление

11реимущественно электронов, что персгодит элемент памяти в непроводя-!!Ice состояние с высоким пороговым папряженим, величина которого существенно превышает величину порогового

11апряжен1!я B случае высокой инжекцйон. ной способности электрода затвора.

Энергетическое положение ловушек обеспечивает длительное хранение захваченного заряда, в том числе и при повышенных температурах.

Стирание заряда осуществляется приложением к слою 8 относительно подложки 1 отрицательного импульса напряжения . 3a счет пониженной диэлектрической проницаемости третьего диэлектрического слоя 6 электричес- кое поле в нем вышее, чем в прилегающих нитридных слоях 5, 7, что позволяет легко удалить электроны, захваченные на глубокие ловушки. Преобладающая инжекция дырок из подложки. позволяет накопить на глубоких ловущечных центрах положительный заряд, что переводит элемент памяти в проводящее состояние с низким пороговым напряжением, величина которого из-за отсутствия компенсации выше. Структура затвора наиболее э1!1фективна для низковольтных МИОП-элементов памяти, когда толщина нитридных слоев 5, 7 менее 20 нм. Центроиды зарядов, инжектированных из подложки 1 и электрода затвора, располагаются в таких структурах очень близко и компенси- руют друг друга. В предельном случае если инжекция и захват одинаковы и центроиды зарядов сЬвпадают, то эффективный результирующий заряд будет равен нулю. Снижение инжекции со стороны электрода затвора позволяет сущестенно увеличить межпороговую зону.

Считывание проводят подачей между областями 2, 3 нижкого напряжения, при этом если элемент памяти имеет

BbIcoKHH логический порог, То его канал Имеет высокое сопротивление, если низкий логический порог, то канал транзистора элемента памяти хорошо проводит ток.

В качестве материалов могут быть также использованы. для третьего диэлектрического слоя 6 — оксинитрид кремния, для второго проводящего слоя 9 — тугоплавкие металлы и их силициды. Для усиления блокировки инжекции дырок из электрода затвора в описанную структуру затвора может быть введен пятый диэлектрический

Э 15 слой.10, например, иэ окисла крем1 ния. . Толщина пятого диэлектрического слоя 10 составляет 1,5-3 толщины первого диэлектрического слоя 4.

При уменьшении толщины (1,5 толщи-, ны первого диэлектричесокго слоя 4) пятый диэлектрический..слой 10 стано" вится туннельно прозрачным и йе обеспечивает блокировки дырок. Превышение толщины (>3 толщин первого диэлектрического слоя 4) приводит к за метному увеличению программирующих напряжений.

Формула изобретания

1. Элемент. памяти, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, области стока и истока второго типа проводимости,. расположенные в приповерхностном слое полупроводниковой под". ложки, первый диэлектрический слой расположенный на поверхности полуйроводниковой подложки между областями стока и истока с перекрытием их краев, второй,,третий и четвертый

40563 6 диэлектрические слои, последователь--, Но расположенные на первом днэлект"

,рическом слое, первый проводящий слой, выполненный нз поликремния, причем первый и третий диэлектрические. слои являются туннельно-тонкими с диэлектрической пройицаемостью меньшей, чем диэлектрическая прони10 цаемость второго и четвертого диэлектрических слоев, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения времени хранения информации s элементе памяти, он содержит второй провЪдящий слой, выполненный из тугоплавкого металла или силицида тугоплавкого металла, расположенный на четвертом диэлектрическом слое, первый проводящий слой расположен на

20 втором проводящем слое.

2. Элемент Памяти по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что содер жит пятый диэлектрический слой, р6сйоложенный между четвертым диэлектрическим слоем и вторым проводящим слоем, толщина пятога диэлектричес"

Мого слоя в .1,5-3 раза больше толщины первого диэлектрического слоя, 1540563 фиа 2

Составитель С.Королев

Редактор Т.Орловская Техред М.Дидык, -Корректор М.Шароши

".аказ 4059 . Тираж : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета па изобретениям и открытилм при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раужская иаб., д. 4/5

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