Способ записи информации в запоминающий элемент мноп-типа

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()658599

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.12.77 (21) 2550740/18-24 с применением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 11 С 11/34

Гооудвретвенный комитет ссса по делам иаооретений и открытий

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 05.05.79 (53) УДК 681.327..67 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Н. Бережной (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ В ЗАПОМИНАЮЩИЙ

ЭЛЕМЕНТ МНОП-ТИПА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при изготовлении запоминающих устройств на основе транзистора с двухслойным диэлектриком, в частности на основе МНОП-транзистора.

Известен способ записи информации в запоминающий элемент МНОП-типа, заключающийся в воздействии на затвор прибора внешними импульсами напряжения (1), (2).

При этом в подзатворном диэлектрике накапливается заряд, который изменяет пороговое напряжение включения прибора и тем самым отображает записанную информацию.

Заряд локализуется на ловушках в запрещенной зоне диэлектрика, которые характеризуются определенным энергетическим и пространственным распределением. После окончания процесса записи информации (программирования) накопленный заряд начинает стекать с ловушек и разрушаться за счет ряда электрофизических механизмов переноса заряда. При этом записанная в приборе информация теряется тем быстрее, чем выше темп стекания заряда; соответственно сокращается время хранения информации и возрастает вероятность отказа запоминающего устройства. Теми стекания заряда существенно возрастает при повышении температуры окружающей срелы.

Известен способ записи информации, увеличивающий время хранения информации за счет выбора режимов синтеза слоя нитрида кремния (3). Этот способ неэффективен из-за практической невоспроизволимости энергетического спектра ловушек в пленке нитрила кремния в реальных условиях производства полупроводниковых приборов.

Целью изобретения является повышение

10 надежности записи и увеличение времени хранения информации.

Указанная цель достигается Tpм, что11редварительно нагревают заномина1ощий элемент до температуры от 1 "0 ло 200 С и подают электрический импульс на лиэлектрик

15 запоминающего элемента МНОП-типа.

На чертеже показаны кривые. характеризующие темп стекания заряда по известному способу программирования и по иреллагаемому.

gp Физический механизм увеличения времени хранения информации состоит в термической стимуляции перераспрелеления носителей заряда в процессе их накопления межлу энергетическими мелкими ловушками грани658599

3 цы Д вЂ” Д (в МНОП-транзисторах энергетическая глубина ловушек вблизи границы окисел-нитрид кремния составляет 0,8—

0,9 энв) и более глубокими ловушками в объеме диэлектрика Д (энергетическая глубина этих ловушек в пленке нитрида кремния

$ характеризуется спектром уровнеи вблизи

1,2 энв, 1,7 энв, 1,9 энв). При совместном действии электрического поля, вызываюгцего инжекцию носителей в диэлектрике Qi, и термического воздействия, способствующего энергетическому перераспределению инжек- $0 тированных носителей в диэлектрике Ql, основная часть накопленного заряда локализуется на глубоких ловушках. Эффективность такого перераспределения низка и основная часть накопленного заряда (особенно при относительно толстом диэлектрике Д

3$ для МНОГ1-транзисторов, если толщина Д равна 18 — 22 А) локализуется на мелких ловушках.

Время разряда при высоких температурах экспоненциально зависит от энергетической глубины заряженных ловушек т = го ехр (Ф/КТ), где Ф вЂ” энергетическая глубина ловушки; тр — постоянная величина;

Т температура;

К вЂ” постоянная Больцмана.

Из уравнения следует, что увеличение глубины Ф в силу сильной экспоненциальной зависимости увеличивает время разряда при прочих равных условиях и улучшает харак- зо теристики приоора в режиме хранения информации. Сравнивая кривые, характеризующие темп стекания заряда в МНОП-транзисторе при повышенной температуре окружающей среды (170 С) в известном способе программирования только импульсами напряжения (кривая 1) и в данном способе при одновременном действии электрических импульсов с амплитудой 40 В, длительностью 0 с и температуры 170 С (кривая 2), можно видеть, что темп стекания заряда (изменения порогового напряжения включения транзистора) разный.

Например, если критерием отказа прибора в режиме хранения информации считать уровень порогового напряжения включения ниже -! 0,5 В, то разница во времени хранения информации для двух сравниваемых способов программирования составляет 100 раз.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить время хранения информации в программируемых запоминающих устройствах. Эффективность применения способа возрастает при увеличении температуры. Однако повышение температуры выше

200 С нецелесообразно, так как абсолютная величина начальной межпороговой зоны значительно уменьшается, что ухудшает условия работы прибора в режиме считывания информации. Снижение температуры до

120 С уменьшает эффективность применения способа, поэтому оптимальный температурный диапазон его реализации !20 — 200 С.

Можно рекомендовать температуру около !

70 С, которая обеспечивает достаточную величину начальной межпороговой зоны и минимальную скорость стекания заряда, отображающего записанную информацию.

Фор иула изобретения

Способ записи информации в запоминающий элемент МНОП-типа, основанный на подаче электрического импульса на диэлектрик запоминающего элемента, orличающийся тем, что, с целью повышения надежности записи и увеличения времени хранения информации, предварительно нагревают запомиHàþùèé элемент до температуры от !

20 до 200 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Электроника», пер. с англ., 975, % 10, 2. «Электроника», пер. с англ., !976,.% !О.

3. «Solid State Flectronics», 976. М 19, р. 221.

658599

V, II

-12

Составитель Ю. Ушаков

Редактор Т. Иванова Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 2064/46 Тираж 680 Подписное

LIHHHflH Государственного комитета СССР по делам изобретений и отк р ыт и и

1 I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г Ужгород, ул. Проектная, 4