DE2237336A1 - Halbleiterspeicher - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dr.-Ing. Wilhelm Reicliel
Dipl-Ing. V/oligcng Beichel

6 Frankfurt a. M. 1
Parksiraße 13

7149

NIPPON GAKKI SEIZO KABUSHIKI KAISHA, Shizuoka-Ken,-Japan

Halbleiterspeicher

Die Erfindung bezieht sich auf Halbleiterspeicher, die zur Speicherung analoger Abtastwerte einer Schwingungsform oder einer Funktion dienen. ■ ■

Die herkömmlichen Speicher zum Speichern analoger Werte enthalten einzelne Speicherelemente, beispielsweise Widerstände, deren Werte den gespeicherten analogen Werten entsprechen und aus denen mit Hilfe von mechanischen Kontakten die darin gespeicherten analogen Werte aufeinanderfolgend ausgelesen werden können. .

Bei diesen bekannten Speichern ist für jeden zu speichernden analogen Wert e'^;in Speicherelement vorgesehen. Da sehr viele dieser Speicherelemente vorhanden sind, haben die herkömmlichen Speicher einen großen Platzbedarf. Um eine hohe Abtastgenauigkeit der analogen Information zu erzielen, braucht man eine große Anzahl von Speicherelementen. Bei den herkömmlichen Speichern ist die Abtastgenauigkeit aufgrund von sich dann ergebenden großen Speicherabmessungen begrenzt. Die. bekannten Analogwertspeicher haben daher eine verhältnismäßig niedrige Abtastgenauigkeit.

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Trotz sorgfältiger Herstellung weisen die bekannten Analogwertspeicherelemente eine gewisse Streuung auf. Dies führt dazu, daß Speicherelemente hoher Präzision sehr teuer sind. Darüberhinaus sind die Werte der angebotenen Speicherelemente genormt, so daß Speicherelemente mit Zwischenwerten speziell angefertigt werden müssen. Dies führt zu einem noch größeren Kostenaufwand .

Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Analogwertspeieher besteht darin, daß die gespeicherte Information mit Hilfe von mechanischen Kontakten ausgelesen wird. Außer einer kurzen Lebensdauer ist damit der Nachteil verbunden, daß die Auslesegeschwindigkeit begrenzt ist.

Zum Speichern von Digitalinformation sind bereits zahlreiche verschiedenartige Speicher bekannt, beispielsweise Magnetspeicherelemente oder Halbleiterspeicher. Um von diesen Speichern eine analoge Information zu erhalten, ist es jedoch erforderlich, einen Digital-Analog-Umsetzer zu verwenden. Wenn darüberhinaus die Anzahl der Bits des Digital-Analog-Umsetzers auf einen bestimmten Wert begrenzt ist, weist die analoge Ausgangsinformation keine hohe Genauigkeit auf.

Ferner hat man bereits zum Erzeugen von analoger Information Funktionsgeneratoren benutzt, die nach Empfang von Taktimpulsen fortlaufend vorgegebene Spannungen erzeugen. Die Funktionsgeneratoren kann man in zwei Gruppen unterteilen, nämlich eine mit Elektronenröhren arbeitende Gruppe und eine Gruppe mit Servomotoren. Diese Funktionsgeneratoren sind jedoch äußerst kostspielig. Darüberhinaus weisen die Funktionsgeneratoren mit Elektronenröhren eine geringe Genauigkeit und Stabilität auf. Die Funktionsgeneratoren mit Servomotoren haben eine geringe Zuverlässigkeit und ihre Betriebsgeschwindigkeit ist infolge der Verwendung mechanischer Teile nach oben begrenzt.

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Weiterhin sind bereits !Eongeneratoren für fesifcinstrme^ite bekannt, die je do cii zum Erzeugen analoger Schwlngungsformen einen ^äußerst komplizierten Aufbau haben.. Biese Generatoren

¹ enthalten zum Erzeugen von Musiktonen zahlreiche Oszillatoren, die verschiedene Frequenzen erzeugen. Eine Schwingumgsftoirm,, die die harmonischen 'Sontoomponenten enthält,, wird -durch ein kompliziertes Filter ,geleitet. Infolge der zahlreichen .oszillatoren und Filter zeigen diese Tongeneratoren einen äußerst komplizier ten Aufbau und nur eine geringe Stabilität» Weiter-, hin ist es mit -diesen Generatoren nicht möglich, komplizierte SchWingungsformen zu erzeugen;» die beispielsweise &ie drelßig-■ ste Harmonische oder einen noch höheren Toxi enthalten, der beispielsweise in der Tonskala eines natürlichen Ä^iMmstrumentS;, z„B, eines Klaviers, vorkommt.

Die herkömmlichen Digital-Analog—Umsetzer enthalten eine große Anzahl von Schaltern und Widerstandsnetzwerken.. Beim Betrieb dieser Umsetzer werden vorgegebene Schalter aufgrund von zugeführt en DigitalSignalen geschlossen, um an den Widerstandsnetzwerken die analogen Signale abnehmen zu können.

Die üblichen Digital-Analog-Umsetzer enthalten in federn Widerstandsnetzwerk zahlreiche Widerstandselemente und Schalter» Sie sind daher äußerst groß- Da die Werte der Widerstandselemente bei der Herstellung einer gewissen Streuung unterworfen sind, sind Digital-Analog-Umsetzer hoher Genauigkeit äußerst teuer* Darüberhinaus ist infolge der zahlreichen Schalter die Umsetz- ^! geschwindigkeit begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen praktikablen, einfachen Halbleiterspeicher zur Speicherung analoger Werte mit geringen Abmessungen zu schaffen. Ferner soll eine Einrichtung zum Auslesen.der gespeicherten analogen Information vorgesehen werden.

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Bei einem Halbleiterspeicher nach der Erfindung mit einer integrierten Schaltung bestimmen die Dimensionen von getrennten Speicherbereichen die zu speichernden einzelnen Analogwerte.

Damit der Halbleiterspeicher möglichst klein ist, sind die zahlreichen Speicherbereiche in einen Halbleiterkörper eingebettet.

Da der Halbleiterkörper keine Teile aufweist, die einem mechanischen Verschleiß unterliegen, hat er eine hohe Lebensdauer. Darüberhinaus sind die Abtastgeschwindigkeit und die Abtastgenauigkeit sehr hoch.

Da die Anzahl der aktiven Elemente gering ist, zeichnet sich der erfindungsgemäße Halbleiterspeicher bei geringen Kosten durch eine hohe Zuverlässigkeit aus.

Die erfindungsgemäße Speicher- und Ausleseeinrichtung für analoge Information zeichnet sich bei hoher Lesegeschwindigkeit, hoher Genauigkeit und großer Stabilität durch einen einfachen Aufbau aus.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Speichern und Auslesen analoger Information ist als Tongenerator für Musikinstrumente, Funktionsgeneratoren und dgl. geeignet. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann man nämlich komplizierte Töne speichern und auslesen, die bei natürlichen Musikinstrumenten vorkommen. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung als Tongenerator ist es von Bedeutung, daß die gespeicherte Information wahlfrei ausgelesen werden kann. Ein Analog-Digital-Umsetzer, bei dem nach der Erfindung die Verbindungsabschnitte einer Diffusionswiderstandsschicht in einem Halbleiterkörper ausgebildet sind, zeichnet sich durch eine hohe Abmessungsgenauigkeit aus, so daß die analogen Spannungswerte genauer und die relativen Widerstandsfehler zwischen den Verbindungsabschnitten kleiner sind.

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Der erfindungsgemäße Analog-Digital-Umsetzer hat äußerst geringe Abmessungen, da die Transistoren, Widerstände und Verbindungsleitungen als integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet sind.

Der erfindungsgemäße Halbleiterspeicher zeichnet sich jedoch nicht nur durch einen einfachen Aufbau, sondern auch durch ein einfaches Herstellungsverfahren aus. Bis zu einem Kontaktschnittverfahren sind die Herstellungsschritte von Speichern mit verschiedenem Speicherinhalt gleich, und der Speicherinhalt wird lediglich durch verschiedenartige Muster bei der Metallvakuumverdampfung bestimmt.

Ein nach der Erfindung ausgebildeter Halbleiterspeicher enthält eine kettenleiterartige Dämpfungsschaltung, die mit Hilfe einer gemeinsamen Diffusionswiderstandsschicht von einfacher Form gebildet wird. Vorbestimmte Ausgangsspannungen werden dabei da- · durch erzeugt, daß die Fläche der Diffusionswiderstandsschicht effektiv ausgenützt wird.

Der erfindungsgemäße Halbleiterspeicher stellt somit eine integrierte Schaltung dar, in der die analogen Abtastwerte einer Schwingungsform oder einer sonstigen Funktion gespeichert werden können. Der Speicher enthält mehrere Speicherbereiche, deren Abmessungen Impedanzwerte bestimmen, die den zu speichernden Analogwerten entsprechen. An die Speicherbereiche sind mehrere Transistorbereiche angeschlossen. Die Transistorbereiche weisen Ausleseanschlüsse auf. Die Speicherbereiche sind mit einer Ausgangsklemme verbunden. Wenn den Ausleseanschlüssen nacheinander Impulse zugeführt werden, tritt an der Ausgangsklemme die gespeicherte Schwingungsform oder Funktion auf. Dabei sind beliebig viele Signalverläufe denkbar. Der erfindungsgemäße Speicher ist trotz hoher Genauigkeit zur Massenproduktion geeignet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Figuren beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Ansicht eines nach der Erfindung ausgebildeten Halbleiterspeichers,

Fig. 2(a) ein Ersatzschaltbild des in der Fig. 1 dargestellten Speichers,

Fig. 2(b) einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsspannung,

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform des in der Fig. 1 dargestellten Speicher,

Fig. 4 ein Ersatzschaltbild des Speichers nach der Fig. 3,

Fig. 5(a) und 5(b) Teilansichten von zwei Abwandlungen des in der Fig. 3 dargestellten Speichers,

Fig. 6 eine Teilansicht einer weiteren Abwandlung des in der Fig. 3 dargestellten Speichers,

Fig. 7 ein Ersatzschaltbild des abgewandelten Speichers nach der Fig. 6,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,

Fig. 9 eine Abwandlung des Speichers nach der Fig. 8,

Fig. 10 ein Ersatzschaltbild der in den Figuren 8 und 9 dargestellten Speicher,

Fig. 11 ein ausführliches Schaltbild einer in der Schaltungsanordnung nach der Fig. 10 enthaltenen Steuerschaltung zum Auslesen,

Fig. 12 einen zeitlichen Verlauf von Signalen, die an verschiedenen Teilen der in der Fig. 11 dargestellten Schaltung auftreten.

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Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,

Fig. 14 ein Ersatzschaltbild der in der Fig. 13 dargestellten Anordnung,

Fig. 15 ein Ausführungsbeispiel eines Digital-Analog-Umsetzers nach der Erfindung,

Fig. 16 ein Ersatzschaltbild der in der Fig. ,15 dargestellten Anordnung,

Fig. 17 den wichtigsten Teil von Elementen, die in einem Halbleiterspeicher nach der Erfindung verwendet werden,

Fig. 18 und 19,einen Teil der in der Fig. 17 dargestellten Elemente,

Fig.,,20 den wichtigsten Teil von Elementen, die in einem besonderen Halbleiterspeicher nach der Erfindung verwendet werden, "

Fig. 21 einen Teil der in der Fig. 20 dargestellten Elemente,

Fig. 22 einen Teil der Elemente, die in dem besonderen Halbleiterspeicher nach der Erfindung verwendet werden und

Fig. 23 ein Ersatzschaltbild der in der Fig. 22 dargestellten Elemente.

Die Fig. 1 stellt den Aufbau einer« integrierten Halbleiterschaltung dar. .

Der Einfachheit halber werden zur Erläuterung der Erfindung in den Zeichnungen integrierte Halbleiterschaltungen dargestellt, die lediglich nach MOS-Technik ausgebildet sind und Transisto-

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ren mit P-Kanälen aufweisen. Ferner sind in den Zeichnungen P-Diffusionsschichten und Gattelektroden von MOS-Transistoren durch Symbole ^ bzw. ^ und durch Vakuumverdampfung ausgebildete Metallabschnitte und Abschnitte, die die durch Vakuumverdampfung gebildeten Metallabschnitte und die P-Diffusionsschichten verbinden, durch Symbole Q bzw. ^j dargestellt.

Wie es aus der Fig. 1 hervorgeht, sind mehrere in ein Halbleitersubstrat eingebettete P-Diffusionswiderstandsschichten P₁, P2 bis P_n als Bänder ausgebildet. Jede der Schichten P₁, Pp bis P_n ist mit einer vakuumaufgedampften Aluminiumschicht Al verbunden. Die am Verbindungspunkt mit der Aluminiumschicht beginnende Streckenlänge entspricht einer in den Diffusionswiderstandsschichten gespeicherten analogen Größe. Die Längen I₁, Ip bis I_n der entsprechenden P-Diffusionsschichten P₁, Pp bis P entsprechen somit getasteten Analogwerten, die gespeichert sind, Die Widerstandswerte der P-Diffusionsschichten P₁, Pp bis P entsprechen den Längen dieser Schichten.

Die unteren Endabschnitte der P-Diffusionsschichten P₁, Pp bis P bilden die Senken von (P-Kanal-)MOS-Transistoren TR₁ bis TR . Diese Transistoren TR₁ bis TR werden durch (negative) Lesesignalspannungen in den leitenden Zustand gebracht, die von einer Lesesteuerschaltung ROC den Gattelektroden G (den Leseanschlüssen) zugeführt werden. Wenn von der Lesesteuerschaltung ROC hinreichend große negative Impulse den Transistoren TR₁ bis TR aufeinanderfolgend zugeführt werden, gelangen diese Transistoren TR₁ bis TR_n nacheinander in den leitenden Zustand. Die gemeinsam mit der Aluminiumschicht in Verbindung stehenden entgegengesetzten Seiten (in der Fig. 1 nicht gezeigt) der P-Diffusionsschichten P₁, Pp bis P_n sind über einen geeigneten Belastungswiderstand an eine negative elektrische Quelle angeschlossen, so daß an einer Ausgangsklemme T . der vakuumaufgedampften Aluminiumschicht Al Ausgangsspannungen abgenommen werden können, die den Längen I₁ bis 1 der P-Diffusionsschichten P₁ bis P entsprechen.

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In diesem Zusammenhang wird die Lesesteuerschaltung ROC im einzelnen beschrieben. Bei der Darstellung nach der Fig. 1 wird die P-Diffusionsschicht als Quelle und Senke des MOS-Transistors sowie als Verbindungsleitung benutzt. Transistoren M₁ bis Mg dienen zur Erzeugung von Lesesteuersignalen X, X, Ϋ, Y, Z und Z aus EingangsSignalen X, Y und Z, wohingegen Transistoren MS₁ bis MS zur Erzeugung von Lesesignalen dienen, die aufgrund der oben beschriebenen Lesesteuersignale den Gattelektroden der Transistoren TFL bis TR zugeführt werden. Die Gatts dieser Transistoren werden durch Vakuumaufdampfung von Aluminium auf die dünnen Oxidschichten zwischen den Senken Q₁, Q2 bis Q_n und den Quellen S₁ bis S der P-Diffusionsschichten in an sich bekannter Weise ausgebildet.

Die Transistoren MS₁ bis MS_n sind an solchen Stellen vorgesehen, daß bei der Auswahl der Lesesteuersignale X, X, Y, Y, Z und Z die Transistoren die Lesesignale den Gatts in einer vorbestimmten Reihenfolge zuführen.

Die in der Fig. .1 dargestellte Anordnung ist lediglich ein spezielles Ausführungsbeispiel. Die Lage und die Anzahl der Transistoren können optimal gewählt werden.

Die P-Diffusionsschicht zum Speichern analoger Tastwerte kann wie folgt aufgebaut sein. Die Breite beträgt 10 /um, die Tiefe 2 /um und die Länge 1 mm. Bei 4s= 200 q/[j hat diese Diffusionsschicht einen Widerstand von etwa 20 ka., also einen praktikablen Wert. Bei einem Abstand von 20 bis 30 /um zwischen den Diffusionsschichten und einer Anzahl von 64 Schichten (P₁ bis P ) hat der gesamte Speicherabschnitt lediglich eine Größe von etwa 1 · 1,5 mm.

In der Fig. 2(a) ist ein Ersatzschaltbild des in der Fig.. 1 dargestellten „v-ichers gezeigt. Die zeichnerische Ausdehnung der Widerstände R₁, R₂ bis R_n entspricht den Widerstandswerten der zugeordneten Längen I₁ bis I_n der zugeordneten P-Diffusionsschichten P₁, P₂ bis P_n. Aus der Fig. 2(a) geht somit hervor, daß die in der Fig. 2(b) dargestellten analogen Ausgangs-

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spannungen ausgelesen werden.

Es braucht nicht besonders hervorgehoben zu werden, daß die Lesesteuerspannung ROC in mannigfacher Weise ausgebildet'sein kann. In der Fig. 1 ist eine integrierte Schaltung als Beispiel für die Lesesteuerschaltung dargestellt.

Bei dem Ersatzschaltbild nach der Fig. 2(a) sind die einen Enden der Widerstände R₁ bis R_Q über einen Belastungswiderstand R an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen, und die anderen Enden der Widerstände sind mit den Senken D von Feldeffekttransistoren TR. bis TR₀ verbunden. Die Quellen S der Transi-

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stören TfL bis TRg bilden einen gemeinsamen Anschluß, der mit Masse verbunden ist. Die Gatts G sind an Ausgangsklemmen O₁ bis Oo der Lesesteuerschaltung ROC angeschlossen.

Für die Anordnung nach der Fig. 2(a) kann man irgendeine bekannte Lesesteuerschaltung verwenden, sofern diese' aufgrund von Lesebefehlssignalen Lesesignalimpulse an die Ausgangsklemmen 0. bis Oq abgibt.

Wenn der Lesesteuerschaltung ROC Eingangssignale X, Y und Z zugeführt werden, treten an den Ausgangsklemmen Ov Op bis 0_Q nacheinander in der genannten Reihenfolge Spannungsimpulse auf, und zwar zyklisch. Wenn der an der Klemme O₁ auftretende Spannungsimpuls dem Gatt des Transistors TR₁ zugeführt wird, fließt von der elektrischen Spannungsquelle über den Belastungswiderstand R, den Widerstand R₁ und die Quelle-Senke des Transistors TR₁ ein elektrischer Strom zur Masse. An der Ausgangsklemme T₀₁₁-J- tritt somit eine Spannung auf, die dem V/iderstandswert des Widerstands R₁ entspricht. Wenn in ähnlicher Weise den Klemmen Op bis O₈ Spannungsimpulse zugeführt werden, treten an der Ausgangsklemme T+ nacheinander Spannungen auf, die den Widerstandswerten der Widerstände R₂ bis R_Q entsprechen. Die auf diese Weise über die Ausgangsklemme T^ ausgelesenen Spannungen sind in der Fig. 2(b) in Abhängigkeit von der Zeit (Abszisse) dargestellt. Der in der Fig. 2(b) gezeigte Spannungsverlauf entspricht dem Muster der Widerstandswerte der Widerstände R₁ bis

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Bei der obigen Anordnung sind die analogen Werte, die man durch Abtasten der besonderen Analoginformation in gleichen Zeitintervallen enthält,, in den Widerständen gespeichert. Das Abtastzeitintervall kann man durch Auswählen der Anzahl der Transistoren bestimmen. Auf diese Y/eise ist es möglich, Analoginformation mit einer hohen Abtastgenauigkeit auszulesen.

Bei der in der Fig. 3 dargestellten Anordnung ist das eine Ende einer P-Diffusionsschicht K an eine elektrische Quelle V^ angeschlossen, während das andere Ende mit Masse verbunden ist. Die Diffusionsschicht K weist mehrere Verbindungsabschnitte K₁ bis K^2 auf, die wiederum mit den Senken von Transistoren MCL

bis MCL2 verbunden sind. Diese Senken sind über eine P-Diffusionsschicht H an eine Ausgangsklemme T +." angeschlossen. Durch Vakuumverdampfung gebildete Aluminiumschichten A₁ bis A. sind rechtwinklig zu P-Diffusionsschichten HL bis BL₂ i*¹ Form eines Gitters angeordnet. Zwischen diesen Schichten befinden sich Isolierschichten. Die Schichten A₁ bis A₁₂ sind mit den P-Diffusionsschichten HL bis HLp an vorgegebenen Schnittpunkten dieser Schichten verbunden.

Die einen Enden der P-Diffusionsschichten HL bis IL 2 sind mit vakuumaufgedampften Aluminiumschichten Al,, bis 'AULp verbunden, an die die Lesesignale einer Lesesteuerschaltung gelegt werden. Wenn beispielsweise eine Lesesignalspannung an die Schicht Al. angelegt wird, wird diese Spannung dem Gatt des Transistors MO₁₀ über die P-Diffusionsschicht H₁ und die durch Vakuumaufdampfung gebildete Aluminiumschicht A₁₀ zugeführt.. Dadurch werden die Quelle und Senke des Transistors MO₁₀ leitend, so daß die am Verbindungsabschnitt der Diffusionsschicht K auftretende Spannung an der Ausgangsklemme T_ou^ ausgelesen wird.

In ähnlicher V/eise kann man die anderen Transistoren aufgrund von Lesesignalen in den leitenden Zustand versetzen, so daß die Spannungen an den Verbindungsabschnitten, die mit den Senken der Transistoren verbunden sind, der Ausgangsklemme zugeführt werden.

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Die Fig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild des in der Fig. 3 dargestellten Halbleiterspeichers. Wenn die Lesesignale aufeinanderfolgend an den Klemmen CL bis O₁₂ auftreten, werden die Transistoren MO₁₀, MO₁₂, MO₁₁, M0_g, MO₆, MO₆, MO₆, MO₅, MO₄₁ MO₂, MO₁ und MO₄ in der genannten Reihenfolge leitend. Auf diese Weise werden die gespeicherten Analoggrößen aufeinanderfolgend als Spannungen ausgelesen, die dann einen analogen Verlauf bzw. eine analoge Schwingungsform bilden.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß bei einer Verbindung der Diffusionsschichten H₁ bis H₁₂ mit den Aluminiumschichten A₁ bis A₁₂ an Schnittpunkten, die den zu speichernden analogen Größen entsprechen, aufgrund von Lesesignalen Ausgangsspannungen vorgegebener Größe abgenommen werden können.

Eine Abwandlung der in der Fig. 3 dargestellten Anordnung ist in der Fig. 5(a) gezeigt. Dabei ist die P-Diffusionsschicht zickzackförmig ausgebildet. Dies hat den Zweck, die Länge der P-Diffusionsschicht und damit ihren Widerstand zu erhöhen. Die P-Diffusionsschicht kann auch eine andere Form aufweisen. Bei den Anordnungen nach den Figuren 3 und 5(a) sind die Widerstände zwischen den Verbindungsabschnitten der Diffusionswiderstandsschicht gleich. Bei der in der Fig. 5(b) gezeigten Anordnung nehmen die Widerstände allmählich ab. Diese Widerstandsabnahme erfolgt vorzugsweise logarithmisch.

Eine weitere Abwandlung der in der Fig. 3 dargestellten Anordnung ist in der Fig. 6 gezeigt. Dabei ist die P-Diffusionswiderstandsschicht K in Form einer Leiter ausgebildet. Die Fig. 7 zeigt ein Ersatzschaltbild der in der Fig. 6 dargestellten Anordnung. Da die P-Diffusionsschicht die Form einer Leiter hat, verändern sich die an den Verbindungsabschnitten auftretenden Spannungswerte logarithmisch. Eine derartige Anordnung wird bevorzugt, wenn die zu speichernde analoge Funktion logarithmisch zu- oder abnehmen soll.

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Bei den obigen Ausführungsbeispielen wird die analoge Information unter Ausnutzung des V/iderstands der P-Diffusionswiderstandsschicht gespeichert.

Ein weiteres nach der Erfindung ausgeführtes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 8 bis 10 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die analoge Information unter-Ausnutzung des Unterschieds der elektrischen Eigenschaften von MOS-Transistoren gespeichert.

Die Steilheit eines MOS-Transistors kann durch die folgende Gleichung dargestellt, werden:

Sm = ! ^K' <

Dabei ist L die Länge des Gattkanals, W die Breite des Gattkanals, V_Gg eine Spannung zwischen dem Gatt und der Quelle, ^Vth ^eine Schwellspannung und K¹ eine Proportionalitätskonstante, die durch die folgende Gleichung gegeben ist;

K» =^22 . μ (2)

οχ

Dabei ist ^e_„ eine Dielektrizitätskonstante, T die Dicke einer Oxidschicht und μ die Trägerbeweglichkeit.

Aus den beiden Gleichungen (1) und (2) geht hervor, daß die Steilheit g_m der Breite des Kanals proportional, jedoch der Kanallänge umgekehrt proportional ist. Wenn man daher mehrere MOS-Transistoren innerhalb des Speichers bezüglich der Herstellungsdaten bis auf die Gattkanallänge gleichartig ausbildet, kann man in dieser Anordnung Analoginformation speichern, wobei dann die Kanallänge jeweils dem zu speichernden analogen V/ert entspricht. In entsprechender Weise kann die Analoginformation auch dadurch gespeichert werden, daß die Kanallänge konstantgehalten, jedoch die Kanalbreite W verändert wird.

Wie bereits erwähnt, zeigt die Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel

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der Erfindung, bei dem die Länge des Gattkanals des MOS-Transistors in Abhängigkeit von der zu speichernden analogen Information verändert wird. Die Gattkanäle der MOS-Transistoren TK₁ bis TKg haben die gleiche Breite, während ihre Länge verschieden ist, und zwar entsprechend den in der Fig. 8 dargestellten analogen Größen. Die Gatts der Transistoren TK₁ bis TKg werden von einer Lesesteuerschaltung ROC mit den Lesesignalen angesteuert. Die Lesesteuerschaltung ROC ist entsprechend der Fig. 8 ausgebildet. Dabei werden die Lesesignale den Gatts der Transistoren TK₁ bis TK_Q mit Hilfe der Eingangssignale X, Y und Z zugeführt. Ein Transistor TK₀ stellt einen Belastungstransistor dar, der an alle Quellen der Transistoren TK₁ bis TKq angeschlossen ist. Wenn an eine Klemme T₁ eine bestimmte Spannung angelegt wird, tritt an einer Klemme Tp eine Ausgangsspannung auf, die der Länge des Gattkanals desjenigen Transistors-umgekehrt proportional ist, der durch ein Lesesignal in den leitenden Zustand geschaltet wird. Auf diese Weise werden die Transistoren TK₁ bis TK_Q nacheinander in der genannten Reihenfolge in den leitenden Zustand gebracht, und an der gemeinsamen Quellenseite ein analoger Spannungsverlauf ausgelesen, der dem Muster der Gattkanällängen entspricht. Bei der Lesesteuei schaltung kann es sich um die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung handeln, 'so daß sich eine ausführliche Beschreibung erübrigt.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist in der Fig. 9 dargestellt. Dabei werden die Gattkanällängen konstantgehalten, während die Breite der Gattkanäle ent^ sprechend der zu speichernden analogen Information geändert wird. Bei der Anordnung nach der Fig. 9 ist eine P-Diffusionsschicht A für eine Quelle in Form eines kammartigen Musters ausgebildet. Eine P-Diffusionsschicht B für die Senke ist ebenfalls kammartig ausgebildet. Die zahnartigen Abschnitte B₁ bis B der Diffusionsschicht B liegen zwischen den zahnartigen Abschnitten A₁ bis A_n der Diffusionsschicht A. Die Diffusionsschicht für die Quelle und die Diffusionsschicht für die Senke erstrecken ihre zahnartigen Abschnitte nebeneinander in paralleler Richtung. Die Abstände zwischen den zahnartigen Ab-

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schnitten der beiden Schichten sind gleich. Daher werden mit der P-Diffusionsschicht für die Quelle, der P-Diffusionsschicht für die Senke und mit Gattkanälen zwischen diesen beiden Schichten MOS-Transistoren gebildet. Da in jedem der auf diese Weise gebildeten Transistoren der Wert für g_m einem zu speichernden Wert entspricht, tritt an einer Ausgangsklemme T₂ eine Ausgangsspannung auf, die einem gespeicherten Analogwert entspricht, wenn der Transistor durch ein Lesesignal in den leitenden Zustand geschaltet wird.

Die Flg. 10 zeigt ein Ersatzschaltbild der in den Figuren 8 · und 9 dargestellten Anordnungen. Die Arbeitsweise des Ersatzschaltbilds geht aus der obigen Beschreibung für die Figuren 8 und 9 hervor.

Die Fig. 11 zeigt im einzelnen die Lesesteuerschaltung der in der Fig. 10 dargestellten Anordnung. Diese Lesesteuerschaltung ist derart aufgebaut, daß an den Ausgangsklemmen O₁ bis 0„ bei anliegenden Taktimpulsen nacheinander Lesesignale auftreten. Wenn der Eingangsklemme T ein Taktimpuls zugeführt wird, kehrt ein Flipflop FF₁ seinen Zustand um, so daß am Ausgang des Flipflop FF₁ eine Spannung auftritt, die dem in der Fig. 12 dargestellten Signalverlauf X entspricht. An -den Flipflops FFp und FF, treten die in der Fig. 12 dargestellten Spannungsverläufe Y und Z'auf. Die Flipflops FF₂ und FF₅ liegen hinter dem Flipflop FF₁ in Reihe. Zwischen die Speisespannung Vp₀ und. Masse sind MOS-Transistorpaare M₁ und M^, M₂ und M^ sowie M₅ und Mg in Reihe geschaltet."Die Gatts der MOS-Transistoren M^, M₅ und Mg sind an die Ausgänge der Flipflops FF₁, FF₂ und FF, angeschlossen. Die anderen MOS-Transistoren M₁, M₂ und M-, sind als Belastungswiderstände geschaltet. Diese Transistoren erhalten Schwingungsformen, deren Polaritäten zu den Polaritäten von denjenigen Schwingungsformen entgegengesetzt sind, die an den Ausgängen der"Flipflops auftreten. MOS-Transistoren MS₁ bis MS^ bilden eine NOR-Schaltung N₁, die an ihrem Ausgang einen hohen 'Lesesignalpegel von 1 abgibt, wenn alle Eingangssignale X, Y und Z auf dem niedrigen Pegel 0 liegen. Die anderen Klemmen O₂ bis O₈ weisen ebenfalls NOR-Schaltungen auf. Die Beziehungen ■

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zwischen den Eingangs- und Ausgangssignalen dieser NOR-Schaltungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

N. Eingang	.X	X	X	X	X	X	X	X
	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Ausgang'V	Z	Z	Z	Z	Z	1	Z	1
°1	1	0	0	0	0	0	0	0
°2	0	1	0	0	0	0	0	0
°3	0	0	1	0	0	0	0	0
°4	0	0	0	1	0	0	0	0
°5	0	0	0	0	1	0	0	0
°6	0	0	0	0	0	1	0	0
°7 °8	0 0	0 0	0 0	0 0	0 0	0 0	1 0	0 1

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß an den Klemmen O₁

bis O₀ der Lesesteuerschaltung ROC nacheinander Lesesignale ο

auftreten, wenn die in der Fig. 12 dargestellten Signalverläufe X, Y, Z, X, Y und Z der Lesesteuerschaltung zugeführt werden.

In der Fig. 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Dabei bilden eine in ein Halbleitersubstrat eingebettete P-Diffusionsschicht, ein diese Schicht,abdeckender dünner Oxidfilm mit "Einschnitten" (verdünnte Abschnitte für Elektroden) und ein Aluminiumelektrodenelement einen Kondensator, um einen Analogwert zu speichern.

V/ie es aus der Fig. 13 hervorgeht, bilden P-Diffusionsschichten Pl₁ bis Pl mehrere bandartige Abschnitte, die in ein Halb leitersubstrat eingebettet sind, das die untere Elektrode der Kondensatoren bildet. Ein Oxidfilm (nicht gezeigt) überdeckt

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die Diffusionsschichten. In dem Oxidfilm sind an Stellen, die gerade über den zugeordneten Diffusionsschichten liegen, "Einschnitte" vorgesehen, und zwar zwei für eine bandförmige Schicht. Ferner liegen Elektrodenmetalle Al. und Al₂ auf dem Dünnoxidfilm, der die zugeordneten bandförmigen Schichten konfrontiert, so daß die Metalle und die Schichten an den " .schnitt"-Abschnitten GC₁₁ und GC₁₂ Kondensatoren bilden.

Unter der Annahme, daß in der P-Diffusionsschicht Pl₁ die Kapazität eines Kondensators, der am "Einschnitt"-Abschnitt GC₁₁ mit einer Länge von I₁ gebildet ist, C₁ und die Kapazität eines Kondensators, der am "Einschnitt"-Abschnitt GC₁₂ mit einer Länge I₂ gebildet ist, C₂ beträgt, stellt das Kapazitätsverhältnis C₁Z(C₁H-Cp) die zu speichernde analoge Größe dar. Wenn daher ein Signal hoher Frequenz, beispielsweise von 100 kHz, mit einer bestimmten Amplitude an die Metalle Al₁ und Al₂ gelegt wird, tritt an der Senke des MOS-Transistors TR₁ ein Signal auf, dessen Amplitude durch Spannungstellung infolge des Kapazitätsverhältnisses C₁Z(C₁H-C₂) hervorgegangen ist. Wenn dem Gatt des MOS-Transistors TR₁ ein·Lesesignal zugeführt wird, wird dieser Transistor leitend. Das Hochfrequenzsignal, des-' sen Amplitude sich aufgrund der Spannungsteilung ergibt, tritt dann an der Quelle des Transistors TR₁ auf. Dieses'Ausgangssignal wird anschließend gleichgerichtet.

In ähnlicher Weise erhält man bei allen anderen Diffusionsschichten Pl₂ bis Pl₁₂ ^an der Senke des betreffenden Transistors ein Hochfrequenzsignal, dessen Amplitude von dem gewählten Längenverhältnis der Schicht abhängt, also von dem Kapazitätsverhältnis.

Wenn daher die Transistoren TR₁ bis TR₁₂ nacheinander durch Lesesignale in der genannten Reihenfolge in den leitenden Zustand gebracht werden, erhält man eine Ausgangsspannung, die dem in der Fig. 13 dargestellten Muster entspricht. Die Fig.14 zoi/;L ein Ersatzschaltbild der in der Fig. 13 dargestellten Anordnung. In den Figuren 13 und 14 sind ähnliche Teile mit gleichem Symbolen versehen.

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Ein Digital-Analog-Umsetzer gemäß der Erfindung ist in der Fig. 15 dargestellt. Dabei ist die Lesesteuerschaltung ROC als Block gezeigt.

Der Einfachheit halber wird zur Erläuterung des Digital-Analog-Umsetzers lediglich eine integrierte* Halbleiterschaltung in MOS-Technik und ein Transistor mit einem P-Kanal als Schalttransistor benutzt. Eine P-Diffusionswiderstandsschicht ist durch das Symbol fäß und die Gattelektrode des MOS-Transistors durch das Symbol ^ dargestellt. Ein durch Vakuumverdampfen ausgebildeter Metallabschnitt ist durch das Symbol und ein Abschnitt, der den Metallabschnitt und die P-Diffusionsschicht verbindet, durch das Symbol J^ dargestellt.

Bei der Anordnung nach der Fig. 15 ist das eine Ende einer P-Diffusionswiderstandsschicht K mit einer elektrischen Quelle Vq verbunden, während das andere Ende an Masse angeschlossen ist. Die Diffusionswiderstandsschicht K bildet mehrere Abschnitte K₁ bis K₁ ρ> deren Enden die Senken von (P-Kanal-)MOS-Transistoren TR₁ bis TR₁₂ bilden. Die Quellen der Transistoren TR₁ bis TR₁P sind über eine P-Diffusionsschicht H an eine Ausgangsklemme T^ angeschlossen. Die Gattelektroden G der Transistoren TR₁ bis TR₁₂ sind über durch Vakuumverdampfen ausgebildete Aluminiumschichten Al₁ bis Al₁₂ an die Ausgangsklemmen T₁ bis T₁₂ einer Lesesteuerschaltung ROC angeschlossen.

Die Lesesteuerschaltung ROC empfängt ein digitalcodiertes Eingangssignal und erzeugt an einer einzigen Ausgangsklemme ein Lesesignal, das dem Code entspricht. Das Lesesignal ist ein Impuls, dessen Wert hinreichend hoch ist, um den Transistor in den leitenden Zustand zu bringen. Da die Lesesteuerschaltung ROC eine an sich bekannte Schaltung darstellen kann, erübrigt sich eine genaue Beschreibung.

Die Verbindungsabschnitte K₁ bis K₁₂ der Diffusionswiderstandsschicht K sind in gleichen Abständen voneinander angeordnet, so daß auch die Widerstände R zwischen den Verbindungsabschnitten gleich sind.

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Ein Ersatzschaltbild des in der Fig. 15 dargestellten Digital-Analog-Umsetzers ist in der Fig. 16 gezeigt.

Die Arbeitsweise des Digital-Analog-Umsetzers wird daher an Hand der Fig. 16.beschrieben.

Wenn über die Klemmen T der Lesesteuerschaltung ROC ein Digitalsignal zugeführt wird, dessen Code derart aussieht, daß an der Klemme Tv ein Leseausgangssignal.auftritt, dann wird lediglich an dieser Klemme T^ ein negativer Impuls abgegeben. Dieser Ausgangsimpuls wird dem Gatt G des Transistors TR. zugeführt. Dadurch wird der Transistor TR₁ leitend, und das Potential (mit Bezug auf Masse) des Verbindungsabschnitts K^ wird der Ausgangsklemme T , zugeführt. Wenn in ähnlicher V/eise an der Klemme Tp ein Leseausgangssignal auftritt, wird der Ausgangsklemme T + eine Spannung zugeführt, die dem Widerstand zwischen dem Verbindungsabschnitt K₂ und dem Massean- · Schluß entspricht. Wenn an der Klemme Tg ein Lesesignal erzeugt wird, erhält man eine Spannung, die dem-Widerstand 5R entspricht .

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß an den Klemmen der Lesesteuerschaltung ROC Leseausgangssignale auftreten und daß an der Ausgangsklemme T . Spannungen anliegen, die den Leseausgangssignalen genau entsprechen. Auf diese Weise erhält man analoge Signalspannungen, die den digitalen Ausgangssignalen der Lesesteuerspannung ROC entsprechen.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwölf Ausgangsklemmen der Lesesteuerschaltung ROC vorhanden und die Anzahl der Verbindungsabschnitte der Diffusionswiderstandsschicht beträgt ebenfalls zwölf. Diese Zahl kann aber auch größer oder kleiner sein.

Weiterhin muß es sich bei der Diffusionswiderstandsschicht nicht um eine P-Schicht handeln. Es kann auch eine N-leitende Schicht verwendet werden. Anstelle des MOS-Transistors kann man auch einen Feldeffektflächentransistor oder einen bipolaren

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Transistor verwenden.

Der in der Fig. 1 dargestellte integrierte Halbleiterspeicher wird dadurch hergestellt, daß zunächst eine P-Diffusionsschicht in ein Substrat diffundiert wird. Es schließen sich dann an ein Oxidbeschichtungsverfahren, ein "Gatt-Schnitt"-Verfahren, ein "Kontakt-Schnitf'-Verfahren, ein Metallverdampfung sverfahren im Vakuum und ein "Glas-Schnitt"-Verfahren. Wenn daher gemäß den zu speichernden analogen Abtastwerten "Kontakt-Ausschnitte" CP₁ bis CP_n gemäß der Fig. 1 auf Isolierschichten vorgesehen werden, die auf P-Diffusionsschichten P₁ bis P liegen, werden die zu speichernden analogen Abtastwerte durch das "Kontakt-Schnitf-Verfahren fest vorgegeben. Der durch Anwendung dieser Verfahren gespeicherte Inhalt kann dahernicht geändert werden. Bei der Herstellung von verschiedenartigen Speicherelementen ist es daher erforderlich, zur Änderung des Speicherinhalts das Kontakt-Schnitt-Verfahren und die nachfolgenden Verfahren für jedes Speicherelement abzuändern. Ferner muß man für Jeden verschiedenen Speicherinhalt eine passende Glasmaske für das Kontakt-Schnitt-Verfahren vorsehen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, sind die Herstellungsschritte für alle Speicherelemente bis zum Kontakt-Schnitt-Verfahren gleich. Eine besondere Behandlung bei dem Metallverdampfungsverfahren im Vakuum ermöglicht es, daß in den einzelnen Speicherelementen eine gewünschte analoge Information gespeichert werden kann. Wie es in der Fig. 17 gezeigt ist, sind kleine Kontakt-Schnitt-Abschnitte (Löcher) K₁ bis K_n in bestimmten Abständen auf der Isolierschicht vorgesehen, die auf jeder der P-Diffusionsschichten P₁ bis P_n aufgebracht ist. Für diese Kontakt-Schnitt-Abschnitte benötigt man bis zum Kontakt-Schnitt-Verfahren unabhängig von dem zu speichernden Inhalt lediglich eine Glasmaskenart. Bei dem Vakuummetallverdampflängsverfahren wird durch Vakuumverdampfen eine Aluminiumschicht Al ausgebildet, und zv/ar derart, daß die Seitenlinie SL der Aluminiumschicht dem zu speichernden Inhalt entspricht. Auf diese Weise wird in jeder der P-Diffusionsschichten P₁ bis P zwischen

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einem Kontakt-Schnitt-Abschnitt, der der Seitenlinie -SL am nächsten und mit der Aluminiumschicht verbunden ist,'und dem mit einem Transistor (TFL bis TR_n) verbundenen Diffusions-•schichtende eine Streckenlänge I₁, Ip bzw. I_n vorgesehen, in der der Abtastwert als Widerstandswert gespeichert ist. Auf diese V/eise ist es möglich, in dem Speicherelement Analogwerte zu speichern, die den an der Seitenlinie SL der vakuumaufgedampften Aluminiumschicht Al beginnenden Streckenlängen entsprechen.

Eine Abwandlung des in der Fig. 17 dargestellten Speicherelements ist in der Fig. 18 gezeigt. In der Fig. 18 ist lediglich ein Teil der Diffusionswiderstandsschicht zu sehen. Die durch Vakuumverdampfen ausgebildete Aluminiumschicht Al ist jedoch die gleiche wie in der Fig. 17. Die Anordnung nach der Fig. unterscheidet sich von der Anordnung nach der Fig. 17 insofern, als weitere durch Vakuumverdampfen ausgebildete Aluminiumschichten kleiner Fläche über die Kontakt-Schnitt-Abschnitte gelegt sind, die nicht von der Aluminiumschicht Al abgedeckt sind. Dadurch werden die nicht benutzten Kontakt-Schnitt-Abschnitte gegen Feuchtigkeit und dgl. geschützt.

Die Kontakt-Schnitt-Abschnitte können in jeder Widerstandsschicht die Form eines länglichen Schlitzes haben, wie es in der Fig. 19 gezeigt ist. In dem zuvor beschriebenen Beispiel sind die Kontakt-Schnitt-Abschnitte in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet.

Wie es aus der Beschreibung in Verbindung mit der Fig. 3 hervorgeht, kann man aufgrund von Lesesignalen Ausgangsspannungen vorgegebener Amplitude erhalten, wenn die Kontakt-Schnitt-Abschnitte auf der Isolierschicht an besonderen, den zu speichernden analogen Größen entsprechenden Schnittstellen von den zwischen den Diffusionsschichten H₁, H₂ bis H₁₂ und d^en Aluminiumschichten A₁ bis A₁₂ vorgesehenen Schnittstellen vorgesehen sind. An den besonderen, den zu speichernden analogen Größen entsprechenden Schnittstellen werden die Diffusionsschichten mit den' Aluminiumschichten verbunden.

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Die oben beschriebenen Halbleiterspeicherelemente werden dadurch hergestellt, daß zunächst eine P-Diffusionsschicht in ein Substrat diffundiert wird. Anschließend werden ein Oxidbeschichtungsverfahren, ein Gatt-Schnitt-Verfahren, ein Kontakt-Schnitt-Verfahren, ein Metallverdampfungsverfahren im Vakuum und ein Glas-Schnitt-Verfahren in der genannten Reihenfolge durchgeführt. Wenn daher die Kontakt-Schnitt-Abschnitte C₁, C₂, Cj bis C₁₂ auf der Isolierschicht an vorgegebenen besonderen Schnittpunkten vorgesehen werden, die den zu speichernden analogen Abtastwerten entsprechen, werden die zu speichernden analogen Werte in dem Speicherelement während des Kontakt-Schnitt-Verfahrens festgelegt und der gespeicherte Inhalt kann durch die nachfolgenden Vorgänge nicht mehr geändert werden. Für die Herstellung von verschiedenartigen Speicherelementen bedeutet dies, daß das Kontakt-Schnitt-Verfahren und die nachfolgenden Verfahren für Speicherelemente mit verschiedenem Inhalt unterschiedlich durchgeführt werden müssen. Ferner muß für jeden zu speichernden Inhalt eine verschiedene Glasmaske für das Kontakt-Schnitt-Verfanren vorgesehen sein.

Ura diese Nachteile zu überwinden, wird das Herstellungsverfahren der Speicherelemente gemäß der Erfindung derart durchgeführt, daß es bis zum Kontakt-Schnitt-Verfanren für alle Speicherelemente gleich ist. Beim Metallverdampfungsverfahren im Vakuum werden Maßnahmen vorgesehen, um in den Speicherelementen unterschiedliche Analoginformation zu speichern.

Zu diesem Zweck sind, wie es in der Fig. 20 dargestellt ist, kleine, in Längsrichtung verlaufende Kontakt-Schnitt-Abschnitte (Fenster) K₁ bis K₁₂ in einer Isolierschicht vorgesehen, die auf jeder der P-Diffusionsschichten H₁ bis H₁₂ liegt. Die Kontakt-Schnitt-Abschnitte sind auf jeder der Diffusionsschichten derart angeordnet, daß sie auf geraden Linien quer zu den Diffusionsschichten verlaufen. Die Anordnung der Kontakt-Schnitt-Abschnitte ist daher bis zur Beendigung des Kontakt-Schnitt-Verfahrens für alle Speicherelemente gleich. Unabhängig von der zu speichernden Information braucht man daher bei diesem Verfahren lediglich eine Glasmaskenart zu benutzen.

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Bei dem Metallvakuumverdampfungsverfahren werden Aluminiumschichten A^ bis A₁₂ ⁱⁿ Form von Bändern aufgedampft. Jede der Aluminiumschichten enthält einen Hauptabschnitt und einen Verzweigungsabschnitt. Der Hauptabschnitt verläuft zwischen den Querlinien der Kontakt-Schnitt-Abschnitte. Der Verzweigungsabschnitt ist bis zu einem vorgegebenen besonderen Kontakt-Schnitt-Abschnitt auf der Diffusionsschicht geführt. Dieser vorgegebene besondere Kontakt-Schnitt-Abschnitt verbindet eine Diffusionsschicht an dem Verzweigungsabschnitt mit einer Aluminiumschicht. Wenn nun dem einen Ende der Diffusionsschicht ein Lesesignal in der zuvor beschriebenen Weise zugeführt wird, tritt an dem Verbindungsabschnitt der Diffusionswiderstandsschicht K (in Fig. 3) eine Spannung auf, die der Lage des vorgegebenen besonderen Kontakt-Schnitt-Abschnitts entspricht.

In der Fig. 21 ist eine Abwandlung des in der Fig. 20 gezeigten Speicherelements dargestellt. Die Anordnung der Aluminiumschichten A^ bis A₁₂ is^ ^{bei der} Fig. 21 in der gleichen Weise getroffen wie bei der Fig. 20, jedoch ist auf den Kontakt-Schnitt- Abschnitten, die nicht von dem Verzweigungsabschnitt C bedeckt sind, eine durch Vakuumverdampfen ausgebildete Aluminiumschicht S vorgesehen. Auf diese V/eise werden die nicht benutzten Kontakt-Schnitt-Abschnitte durch die Aluminiumschichten S gegenüber Feuchtigkeit und dgL geschützt.

Der Halbleiterspeicher gemäß dem Aufbau nach der Fig. 3 verwendet lediglich die Widerstände der gemeinsamen Diffusionswiderstandsschicht K in Längsrichtung. Aus diesem Grunde sind die Verbindungsabschnitte dieser Schicht in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet. Die an diesen Verbindungsabschnitten auftretende Spannung ändert sich daher linear. Es ist daher mit diesem Speicherelement unmöglich, beispielsweise eine logarithmische Spannungsänderung zu erzielen.

Um diesen Nachteil zu überwinden und eine logarithmische Spannungsänderungscharakteristik zu erhalten, wird gemäß der Erfindung die Fläche der-Diffusionswiderstandsschicht ausgenützt.

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Zu diesem Zweck ist, wie es die Fig. 22 zeigt, das eine Ende einer P-Diffusionswiderstandsschicht K an eine elektrische Quelle angeschlossen und ein integraler Kontakt-Schnitt-Abschnitt in Längsrichtung auf der einen Seite der Diffusionswiderstandsschicht vorgesehen. An der gegenüberliegenden Längsseite sind die Verbindungsabschnitte K₁, K₂, K, usw. vorgesehen. Ferner ist eine elektrisch leitende Schicht As auf dem Kontakt-Schnitt-Abschnitt angebracht und mit ihm verbunden. Die leitende Schicht As ist an Masse angeschlossen, so daß der Widerstand der Widerstandsschicht K als verteilte Konstante benutzt wird, Aus der Fig. 23, die ein Ersatzschaltbild der Anordnung nach der Fig. 22 darstellt, geht hervor, daß es sich bei der Schaltungsanordnung um eine Kettenleiterschaltung handelt, bei der die Konstante verteilt ist. Mit dieser P-Diffusionswiderstandsschicht erhält man eine logarithmische Spannungsänderungscharakteristik. Unter der Annahme, daß der Längswiderstand pro Längeneinheit r und der Querwiderstand pro Längeneinheit der Widerstandsschicht R beträgt, wird der Dämpfungsgrad durch den Faktor r/R bestimmt. An den Verbindungsabschnitten K₁, Kp, K, usw. kann man daher Spannungen abnehmen, die sich logarithmisch ändern. Da diese Diffussionswiderstandsschicht infolge ihrer Form eine gewisse Breite hat, kann man die Lage der Verbindungsabschnitte genau angeben und ein sehr einfaches Diffusionsverfahren durchführen. Durch Aufteilen des Kontakt-Schnitt-Abschnitts in mehrere Teile, also, in mehrere Kontakt-Schnitt-Abschnitte, kann man eine optimale Änderung der Spannungscharakteristik erreichen.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Halbleiterspeicher,

   •dadurch gekennzeichnet, daß die Dimensionen getrennter, in einem Halbleiterkörper ausgebildeter Speicherbereiche einzelnen zu speichernden Analogwerten zugeordnet sind.
2. 2. Halbleiterspeicher,
   gekennzeichnet durch einen Speicherabschnitt, der derart ausgebildet ist, daß er analoge Abtastwerte in Form von Widerstandswerten speichert, wobei die Dimensionen von in einem Halbleiterkörper ausgebildeter getrennter Speicherbereiche getrennten zu speichernden Analogwerten entsprechen, und durch eine Lesesteuerschaltung, die zur Abgabe der gespeicherten Analoginformation Lesesignale aufgrund von Lesesteuerbefehlen erzeugt.
3. 3. Digital-Analog-Umsetzer,
   gekennzeichnet durch eine Diffusionswiderstandsschicht, die in einem Halbleiterkörper ausgebildet ist und als Widerstand dient, durch mehrere Transistoren, die gleichzeitig mit der Diffusionswiderstandsschicht in dem. Halbleiterkörper gebildet worden sind und als Schaltelement dienen,und durch eine Lesesteuerschaltung, die aufgrund von Digitalsignalen den Widerständen Lesesignale zuführt, so daß eine den Digitalsignalen entsprechende Analoginformation abgegeben wird.
4. 4. Halbleiterspeicher,
   gekennzeichnet durch mehrere bandförmige Diffusionswiderstandsschi'chten gleicher Breite, für die zur Speicherung analoger Abtastwerte aufgrund von Unterschieden in ihren effekten Längen in einer die Diffusionsschichten abdeckenden Isolierschicht Kontakt-Schnitt-Abschnitte in einem bestimmten Abstand oder kontinuierlich in Längsrichtung der Widerstandsdiffusionsschichten vorgesehen

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   sind, und durch eine elektrisch leitende Schicht mit einer alle Diffusionswiderstandsschichten überquerenden Seitenlinie vorgegebener Form, die derart angeordnet ist, daß sie einige der Kontakt - Schnitte-Abschnitte überdeckt, wobei in dem von der elektrisch leitenden Schicht nicht abgedeckten Bereich die effektiven Längen durch die Abstände zwischen der Seitenlinie an den Diffusionswiderstandsschichten und den Enden der Diffusionswiderstandsschichten bestimmt sind.
5. 5. Halbleiterspeicher,

   dadurch gekennzeichnet, daß eine Diffusionswiderstandsschicht, an deren Enden eine bestimmte Spannung liegt, mehrere Verbindungsabschnitte aufweist, daß Transistoren mit ihren Quellen an die Verbindungsabschnitte angeschlossen sind, daß den einen Enden einer Anzahl von Diffusionsschichten Lesesignale zugeführt werden, daß mehrere elektrisch leitende bandförmige Schichten die Diffusionsschichten in Form eines Gitters überkreuzen und mit ihren einen Enden an die Gatts der Transistoren angeschlossen sind, daß die Diffusionsschichten und die elektrisch leitenden Schichten an ausgewählten Stellen über Kontakt - Schnitt-tAbschnitte in einer zwischen den Diffusionsschichten und den elektrisch leitenden Schichten vorgesehenen Isolierschicht miteinander verbunden sind, daß die Lesesignale den Gatts von denjenigen Transistoren zugeführt werden, die durch die Diffusionsschichten und elektrisch leitenden Schichten ausgewählt sind, wobei diese Transistoren in den leitenden Zustand geschaltet werden und die an den Verbindungsabschnitten auftretenden Spannungen über die Quellen der Transistoren ausgelesen werden, daß für jede der Diffusionsschichten in der Isolierschicht in einem bestimmten Intervall in Längsrichtung der Diffusionsschicht mehrere Kontakt. - Schnitt-Abschnitte vorgesehen sind und daß an jeder der Diffusionsschichten die elektrisch leitende Schicht an einem der Kontakt - Schnitt-nAbschnitte anliegt, der dem zu speichernden analogen Abtastwert entspricht.

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6. 6. Halbleiterspeicher,

   dadurch, gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Diffusionswiderstandsschicht mehrere Verbindungsabschnitte aufweist, daß Transistoren mit ihren Quellen an die Verbindungsabschnitte angeschlossen sind, daß den einen Enden von mehreren bandförmigen Diffusionsschichten Lesesignale zugeführt werden, daß mehrere elektrisch leitende bandförmige Schichten die Diffusionsschichten in Form eines Gitters überkreuzen und mit ihren einen Enden an die Gatts der Transistoren angeschlossen sind, daß die Diffusionsschichten und die elektrisch leitenden Schichten über ausgewählte Kontakt-Schnitt-Abschnitte miteinander verbunden sind, die sich in einer zwischen den Diffusionsschichten und den elektrisch leitenden Schichten angeordneten Isolierschicht befinden, daß die Lesesignale den Gatts von denjenigen Transistoren zugeführt werden, die durch die Diffusionsschichten und elektrisch leitenden Schichten ausgewählt sind, wobei die Transistoren in den leitenden Zustand geraten und an den Verbindungsabschnitten Spannungen auftreten, die über die Quellen der Transistoren ausgelesen werden, daß die gemeinsame Diffusionswiderstandsschicht in Form eines Bandes ausgebildet ist und daß zwischen das eine Ende der bandförmigen Diffusionswiderstandsschicht und einen länglichen Abschnitt, der in Längsrichtung der Diffusionswiderstandsschicht auf der der Verbindungsabschnittseite gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, eine Spannung mit einem bestimmten Wert zugeführt wird.

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