Способ хранения информации в запоминающем устройстве на мноп-структуре

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («) 9?81 94 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.02.81 (21) 3242576/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 3 411 8 2 Бюллетень йо 44

Дата опубликования описания 30. 11. 82

Р1 М Кп з

6 11 С 11/34

G 11 С 11/40

f îñóäàðñòâåííûé комитет

СССР

«о делам изобретений н открытий (53) УДК 681,327 (088. 8) 1

А.Ф. Плотников, B.Í. Селезнев и P.Ã. Сагн)тов в:,1

Ордена Ленина физический институт им. П.Н; -Ле@Едева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ЗАПОМИНАЮЩЕМ

VCTPOACTBE НА МНОП-СТРУКТУРЕ

2О

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах, .построенных на основе структур металл- нитрид кремния- окисел кремния- 5 полупроводник (МНОП).

Эффект памяти в МНОП-структурах заключается в накоплении и удержании заряда, инжектированного в диэлектрик. Запись информации в МНОП-струк- 10 туре осуществляется приложением к диэлектрику напряжения, большего порога переключения. В результате инжекции и накопления заряда диэлектрик поляризуется. Заряд накапливается на глубоких ловушках в нитриде кремния и поляризованное состояние диэлектрика может сохраняться долго.

Известен способ хранения информации в запоминающем устройстве (ЗУ) на основе МНОП-структур заключающийся в хранении информации при отключении питания. Заряд, захваченный на глубокие ловушки вблизи границы диэлектриков, стекает в полупроводник.

Туннельный ток существенно зависит от электрического поля в этой области и достигает порядка 106В/см (1).

Недостатком этого сцособа является следующее. После 10 -10 циклов запись-стирание информации характеристики структуры ухудшается, т.е., время хранения информации сокращается с нескольких тысяч часов до

10310 4

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ хранения информации в оптическом ЗУ на основе МНОП-структур. Информация в известном способе сохраняется при от-. ключенном питании (2).

Недостатком известного способа хранения является то, что в приповерхностной части диэлектрика имеет место существенная величина напряженности поля, что приводит к уменьшению времени хранения информации.

Цель изобретения - увеличение времени хРанения информации.

Поставленная цель достигается тем, согласно способу хранения информации в запоминающем устройстве на MHOIIструктуре, основанному на удержании заряда в нитриде кремния, накопленного при записи путем поляризации нитрида кремния при подаче напряжения с амплитудой, большей амплитуды напряжения порога его переключения, осуществляют дополнительную поляризацию нитрида кремния путем подачи импуль978194 сов положительной полярности с амплитудой, меньшей амплитуды напряжения порога переключения, длительностью (10 -10 4) с периодом следования (10 -10) с.

Указанные импульсы на состояние с звахватом электронов (чему соответствует положительный знак напряжения плоских зон) и инверсное состояние полупроводника действуют следующим образом. Поскольку их амплитуда боль-(О ше максимального напряжения плоских зон, результирующее поле полупроводника, складывающееся из поля накоп- ленного заряда и внешнего поля, вызывает аккумуляцию основных носителей 15 заряда (электронов). Т.е. в течение действия импульса приповерхиостная область полупроводника находится в обогащенном режиме. Длительность импульса достаточна для рекомбинации электронов и образовавшихся до начала импульса дырок, после окончания импульса. полупроводник находится в состоянии обеднения. Если период следования импульсов меньше времени образования инверсного слоя, То действие импульсов проявится в периодическол разрушении слабого инверсного слоя, который образуется в паузах между импульсами. Таким образом, в полу-З проводнике поддерживается нестационарное обеднение,, и электрическое псле в приповерхностной области диэлектрика много меньше, чем при наличии инверсного слоя.

Вследствии этого и скорость стекания электронов замедляется.

Импульсы ускоряют стекание захваченных в диэлектрике дырок, так как в паузах между импульсами полупроводник находится в режиме аккумуляции, 40 а во время,цействия импульса поле заряда увеличивается внешним полем.

Но поскольку импульсы следуют с большой скважностью (10 -10 ) с, их влияние на скорость стекания дырок не- 45 значительно.

На структуре с толщинами слоев 810 и Si>N< 18-20 A и 800-900 A соответственно МНОП-элементы памяти переключаются электрическими импульсами с амплитудой 65B,длительностью 30 мкс.

Число переключений составляет 10 циклов.

На чертеже представлены результаты испытаний согласно предлагаемому способу хранения в сравнении с известным.

Кривые 1а и 1б показывают стекание электронов и дырок соответственно в режиме без импульсов. Кривые 2а и 26 иллюстрируют стекание заряда в режиме, когда на структуру подают импульсы с амплитудой +12H длительностью

100 нс и периодом следования 0,5с.

После 3 10 с окно гистерезиса сос6 тавляет 5,5В. Таким образом, применение данного способа хранения информации в ЗУ на основе NHOII-структур позволяет после 10 циклов записьстирание увеличить время хранения информации от нескольких до нескольких тысяч часов.

Формула изобретения

Способ хранения информации в запоминающем устройстве на МНОП-структуре, основанный на удержании заряда в нитриде кремния, накопленного при записи. путем поляризации нитрида кремния при подаче напряжения с ам-, плитуцой, большей амплитуды напряже.— ния порога его переключения, о т л ич а ю шийся тем, нто, с целью увеличения времени хранения информации, осуществляют дополнительную поляризацию нитрида кремния путем подачи импульсов положительной полярности с амплитудой, меньшей амплитуды напряжения порога переключения, длительностью 10 -10 "с и периодом следования 10 -10 с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CUIA Р 3590037 кл. 317-324, опублик. 1971.

2. Коробов Н.В. и др. Рекурсивная запись оптической информации на структурах металл- диэлектрик-полупроводник. Сб. Квантовая электроника, 2, 1975, 9 9 (прототип).

978194

Составитель В. Теленков

Редактор И. Ковальчук Техред Ж.Кастелевич Корректор ° Решетняк

Заказ 9227/67

Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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