Элемент памяти

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к постоянным1 электрическим перепрограммнруемым запоминающим устройствам, сохраняющим информацию при отключенном источнике питания. Цель изобретения увеличение времени хранения и количества циклов программирования. Поставленная цель достигается тем, что элемент памяти содержит дополнительно группу диэлектрических слоев 7,8 из оксинитрида кремния. Слон 7,8 совместно с третьим диэлектрическим ем 6 создают неоднородную запоминающую среду, обогащенную ловушками, которые и определяют длительное хранение даже при повышенных температурах. Кроме того, увеличивается высота и ширина потенциального барьера со стороны проводящего слоя 9. Это обуславливает снижение июкекцни носителей из слоя 9 и уменьшение тока через структуру затвора. В результате повышается стойкость элемента к циклам программирования . 1 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COLLHAËÈÑTÈ×FÑHÈÕ

PF CflYB JlHH

„,,80„„ll667537 (51) 5 С 11 С 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТНРЫТИЯМ

П И ГННТ ССО

О ПИ АНИЕ ИЗОБРЕТЕН Й :

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 23.09.92. Вюл. р 35 (21) 4 789856/24 (22) 05.12.89 (7 1) Научно-исследовательский институт "Восток" (72) С.Ф.Девятова, В.Г.Ерков, Ц.Л.Голод и Л.А.Лихачев (53) 681.327.66(088.8) (56 ) Патент Франции 11 2295523, кл. G 11 С 17/00, ощЖлнм-. 1988.

Авторское свидетельство СССР

И 1385871, кл . G 11 С 17/00, 1988 . (54) ЭЛЕИЕ11Т ПИИТИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к постоHHHbJbl электрическим перепрограмиируеиым запоминающим устройствам, сохраняющим информацию при отключенном источнике питания. Цель ивобретения—

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к постоянным электрически перепрограммируе-мым запоминающим устройствам типа

МНОП, ПНОП, IIOHOII сохраняющим ивЬориацию при отключенном источнике питания °

Целью изобретения является увеличение количества циклов программирования и времени хранения информации.

На чертеже представлена структура элемента памяти, разрез.

Элемент памяти содержит полупроводниковую подложку 1, области истока 2 и стока 3, первый 4, второй 5 и третий 6 диэлектрические слон, дн» электрические слои 7, 8 группы, проводящий слой 9. увеличение времени хранения и количества циклов программирования. По-. ставленная цель достигается тем, что элемент памяти содержит дополнительно группу диэлектрических слоев 7 8 из оксинитрида кремния. Слои 7,8 совместно с третьим диэлектрическим слоем 6 создают неоднородную запоминающую среду, обогащенную ловушками, которые ti олрсделяют длительное хранение даже при повышенных температурах.

Кроме того, увеличивается высота и ширина потенциального барьера со стороны проводящего слоя 9. Это обуславливает снижение инжекцни носителей из слоя 9 и уменьшение тока через струк- а туру затвора. В результате повышается стойкость элемента к циклам программирования. 1 ил.

laeL

Первый диэлектрический слой 4 представляет собой туннельно-тонкий диоксид кремния, второй слой 5 - нитрид ©1 кремния, последующие слои 6 — 8 из оксинитрида кремния с постепенно

Сл уменьшающимся показателеи преломле- М ния от 1,9 до 1,7, проводящий слой 9из металла, поликреиния, силнцида металла. Толщина второгo диэлектрического слоя 5 составляет 2"5 толщины первого диэлектрического слоя 4 °

Суммарная толщина оксинитридных слоев 6-8 выбирается из предельных при проектировании элемента памяти программирующих иапрякепий, исходя из того, что рабочие электрические поля в этих слоях 6-8 должны составлять (5-8) 10 В/см.

1667537

Увеличение количества оксинитрид- 1 ных слоев 6-8 при одной и той же их суммарной толщине следует понимать как дробление их «а более тонкие оксинитридные слои и в тех случаях, когда каждый оксинитридный слой будет мономолекулярным, переход к непрерывному изменению состава и, следовательно, показателя. преломления по толщине.

Работу элемента памяти рассмотрим для случая полупроводниковой подложки р-типа. Исходное пороговое напряжение элемента памяти близко к нулю. Запись15 информации осуществляют подачей на электрод затвора (слой 9) элемента памяти относитеяьноподложки 1импульса положительного напряжения. Амплитуда импульса такова,что с учетом толщины и диэлектрических проницаемостей диэлектрических слоев 4-8 затворной

Структуры электрические поля в сверхтонком слое 4 окисла и нитридно-оксинитридной структуре имеют величины 25 не менее 1б и 5-8 мВ/см соответственно. Электронный ток через сверхтонкий окионый слой 4 в этих условиях преоб" ладает «ад током электронов в нитрид но-оксинитридной структуре и часть gp электронов захватывается ловушками этой структуры, что переводит элемент памяти в непроводящее состояние с высокйм положительным пороговым напряжением. СтиРание информации производится аналогичным образом, только вместо импульса положительной полярности подают отрицательный импульс и ловушки запоминающей среды накапливают положительнй заряд (дырки). Эле- 4О мент памяти при этом переводится в проводящее состояние с отрицательнья пороговым напряжением.

Построение запоминающей среды «s ряда оксинйтридных слоев 6-8 с после- 45 довательно уменьшающимся коэффициентом преломления создает неоднородную запоминающую среду, обогащенную глубокими центрами захвата, которые и апределяют длительное хранение инфарма" 5р сии даже при новышенньвс температурах

Снижение же показателя преломления у каждого последующего оксинитридного слоя 6-8 приближает ега состав к оксиду кремния и, следовательно, увеличивает его ширину запрещенной зоны и соответственно величину потенциального барьера со стороны электрода заI ,твора. Кроме того, изменяется и форма барьера - она становится более растянутой. Эти факторы приводят к снижению инжекции носителей из электрода и уменьшению тока, протекающего через структуру затвора. Деградация ИНОПструктур связана с величиной протекшего через нее заряда, Формула изобретения

Элемент памяти, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, области стока и истока г второго типа проводимости, расположенные в прнповерхностнам слое полупроводниковой подложки, первый диэлектрический слой из двуокиси кремния, который является туннельно-тонким и расположен на поверхности полупроводниковой подложки между областями стока и истока с перекрытием их краев, второй диэлектрический слой из ннтрида кремния, расположенный на поверхности первого диэлектрического слоя, третий диэлектрический слой нз оксинитрида кремния, расположенный на поверхности второго диэлектрического слоя, проводящий слой, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью увеличения количе-, ства циклов программирования и времени хранения информации, элемент памяти содержит группу диэлектрических слоев из оксинитрида кремния, последовательно расположенных на поверхности третьего диэлектрического слоя, показатель преломления которого больше показателя преломления первого диэлектрического слоя группы,,в которой показатели преломления кажцого диэлектрического слоя, кроме первого, меньше показателя преломления предыдущего диэлектрического слоя, проводящий слой расположен на последнем диэлектрическом слое группы.

1667537

Составитель С. Королев

Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Самборская

Редактор Т.Орловская

l»

Заказ 4060 Тираж Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретенияи и открытиям при ГЕНТ CCCP

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

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