DE2421513A1

DE2421513A1 - Programmierbarer festwertspeicher

Info

Publication number: DE2421513A1
Application number: DE2421513A
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Duval; Francis Joseph Mottini; Serge Auguste Touron
Original assignee: Bull SA
Current assignee: Bull SA
Priority date: 1973-05-04
Filing date: 1974-05-03
Publication date: 1974-11-07
Also published as: JPS5028729A; NL7405612A; DE2421513C2; FR2228271A1; IT1010255B; FR2228271B1; US3909805A; JPS582440B2; GB1440167A

Description

COMPAGNIE HONEYWELL BULL

94, Avenue Gambetta
PAHIS (20) !Frankreich

Unser Zeichen: H 1004

Programmierbarer Festwertspeicher

Die Erfindung bezieht sich vor allem auf eine Programmiervorrichtung für integrierte Festwertspeicher, deren Matrixnetz leitende Drähte und halbleitende Streifen aufweist. .

Ein Festwertspeicher ist ein Matrixnetz, das ein Gritter bildet, dessen Zeilen die ausgewählten Wörter übertragen und dessen Spalten die den Wörtern entsprechenden Bits festlegen. Die Entsprechung der Bits zu dem bezeichneten Wort wird mittels Speicherelementen hergestellt, die die Wortzeile mit den Spalten

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koppeln, welche für das Wort .die entsprechenden Bits ■bestimmen. Die Speicherelemente sind folglich zweckmäßig an den Knoten des den Speicher bildenden Gitters angeordnet» Bei einem Pestwertspeicher ist die Anordnung der Speicherelemente entgültig.

Tatsächlich versieht man aber manchmal während der Herstellung der Festwertspeicher alle Knoten mit zerstörbaren Kopplungselementen, um dem Anwender dadurch die Möglichkeit zu geben, die zweckmäßige Anordnung der Kopplungselemente in dem Matrixnetz des Speichers durch Zerstörung von bestimmten Elementen des Netzes zu schaffen. Dabei handelt es sich folglich um eine Programmierung, die auf diese Weise ausgeführt wird, und der universelle Anfangsspeicher wird demzufolge als programmierbarer Speicher bezeichnet. .

Nun können die zerstörbaren Speicherelemente in zwei Kategorien unterteilt werden: nämlich in diejenigen Speicherelemente, die am Anfang eine leitende Verbindung zwischen den Zeilen und den Spalten bilden und durch einen Überstrom zerstörbar sind, wie etwa die aus einem schmelzbaren Material gebildeten Elemente, die nach der Zerstörung einen offenen Stromkreis bilden; und diejenigen Speicherelemente, die sich am Anfang der Kopplung entgegenstellen, wie etwa Dioden, die in Sperrichtung polarisiert werden, und die durch einen Durchschlag mit Hilfe eines Überstroms oder einer Überspannung zerstörbar sind und danach anschließend bei der normalen Verwendung der Speicher Kurzschlüsse bilden. Demzufolge besteht die Programmierung, allgemein ausgedrückt, darin, auf der Ebene des zu zerstörenden Elements durch Auswählen der \7ortzeile und der Spalte von Bits, mit denen das Element verbunden ist, eine elektrische Überladung zuzuführen. Die Leiter des Matrixnetzes müssen folglich diese Überladung ohne Verlust

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übertragen. In dem gegenteiligen Pail wäre die Überladung auf der Ebene des ausgewählten Elements zu gering, um den gewünschten Effekt zu erzeugen« Das kann bei bestimmten integrierten Speichern in Halbleitersubstraten der Fall sein, in welchen beispielsweise die Zeilen durch Dotierung von Streifen im Inneren des Substrats gebildet sind', die linear und untereinander parallel sind und einen verhältnismäßig höheren ohmschen Widerstand aufweisen als die sie kreuzenden Metalldrähte, welche mittels einer Isolierschicht auf das Substrat aufgebracht sind und die Spalten des Matrixnetzes des Speichers bilden und mit den entsprechenden Streifen durch zerstörbare Kopplungselemente verbunden sind·

Um auszuschließen, daß sich solche Nachteile während der Programmierung von integrierten Festwertspeichern ergeben, bestünde eine theoretisch einleuchtende Lösung darin, zum Bilden der Zeilen und der Spalten des Netzes des Speichers metallische leiter zu verwenden. Es erweist sich jedoch, daß diese lösung materiell sehr schwierig ausführbar ist und demzufolge sehr hohe Kosten verursacht.

Gemäß der Erfindung wird der programmierbare Festwertspeicher mit einer Torrichtung für seine Programmierung versehen, die gut leitende Ableitungswege zum Ableiten des Progarmmierungsstroms mindestens eines der einen ohmschen Widerstand aufweisenden Streifen enthält, welche in dem Halbleitersubstrat gebildet sind, und die mit diesen Streifen durch Halbleiterstrukturen verbunden sind, deren leitung durch das Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen dem Draht und dem Streifen, denen das zu zerstörende Speicherelement entspricht, gesteuert wird.

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Auf diese Weise wird der Prograinmierungsstrom durch den "bezeichneten Draht fließen, die Harbleiterstruktur mit gesteuerter Leitung durchqueren und auf dem entsprechenden Ableitungsweg zurückkehren, der selbst ein metallischer Draht sein könnte, welcher ebenso wie die metallischen Drähte, die in dem als Beispiel angenommenen Pail die Spalten des Festwertspeichers bilden, ebenfalls auf das Halbleitersubstrat aufgebracht ist. Andererseits könnten die vorgenannten Strukturen, die aus vier Schichten mit abwechselndem Leitfähigkeit styp bestehen, im Inneren der halbleitenden Streifen, die die Zeilen des Speichers bilden, angeordnet sein. Das Halbleitermaterial dieser Streifen kann auch als das Material derjenigen Schicht der Struktur verwendet werden, die als Steuergitter oder steuerschicht zum zünden der Struktur dient. Andererseits, wenn das zerstörbare Element eine Diode ist, die in dem die Streifen bildenden Material aus zwei halbleitenden Schichten mit entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp gebildet ist, von welchen eine mit einem Bitdraht verbunden ist, so kann die andere Schicht die Stelle einer der vier Schichten der Struktur mit gesteuerter Leitung einnehmen. -

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus den folgenden Ausführungsformen, die lediglich als Beispiel beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltung, die einen Festwertspeicher enthält, der so programmiert ist, daß er in einem gewünschten besonderen Fall verwendet v/erden kann,

Fig. 2 Beispiele von Kopplungselementen, die gewöhnlich in den programmierbaren Speichern verwendet werden,

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Fig. 3 verschiedene Verfahren, die gewöhnlich in der herkömmlichen Technik zum Ausführen der Programmierung von Festwertspeichern verwendet werden,

Fig. 4 ein Schema zur Erläuterung der Programmierung von Festwertspeichern, die mit Hilfe einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgeführt v/ird,

die Fig.

5 und 6 zwei Ausführungsformen der Vorrichtung

nach der Erfindung, die zur Programmierung eines integrierten Festwertspeichers auf einem Halbleitersubstrat dient,

Fig. 7 das Ersatzschaltbild der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung, und

Fig. 8 das Ersatzschaltbild der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zur Programmierung des Festwertspeichers.

In Fig. 1 ist insbesondere ein bereits programmierter Festwertspeicher 10 dargestellt. Dieser Speicher besteht aus einem Netz von Wort zeilen M-j, M£» ...,Mn, und Bitspalten B-j , B2» ··»» Bp. Jede Zeile steht mit den Spalten mittels Speicher- oder Kopplungselementen in Verbindung, die mit 0-j bzw. Cq bezeichnet sind, je nachdem ob sie die Verbindung zwischen Zeilen und Spalten herstellen oder nicht. Sämtliche Wortzeilen sind mit einem T7ortwähler 12 verbunden, während sämtliche Spalten mit einer Anordnung I4 aus ρ Bitlesern verbunden sind.

Am Anfang war der Festwertspeicher 10 programmierbar, weil jeder Knoten ein zerstörbares Kopplungselement C

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aufwies. Wenn am Anfang sämtliche Kopplungselemente eine leitende Verbindung bilden, die in Fig. 1 mit C-j bezeichnet ist, besteht die Programmierung folglich aus der Zerstörung von bestimmten Elementen C₀ des Speichers, damit zum Schluß nur die gewünschte Anordnung der leitenden Elemente vorhanden ist, die im Verlauf der Programmierung intakt gelassen worden sind. In diesem Fall ist das zerstörbare Kopplungselement gewöhnlich ein schmelzbares Material F, welches, wie etwa das in Fig. 2 dargestellte, den Strom i der Bitspalte Bj führt, wenn eine Spannung -u an die entsprechende Wortzeile M angelegt ist, und welches, wenn es zerstört ist, wie es mit dem Bezugszeichen F¹ bezeichnet ist, die Wortzeile M von der entsprechenden Bitspalte Bk trennt.

Alle Kopplungselemente G des programmierbaren Festwertspeichers 10 können am Anfang auch Elemente sein, die im Endzustand der Matrizenherstellung isolierend sind. Demzufolge besteht die Programmierung dieses Mal darin, in der Gesamtheit von Elementen, die am Anfang von dem Typ C₀ waren, Elemente C-j leitend zu machen. Deshalb kann das Ausgangskopplungselement C₀ eine in Sperrichtung polarisierte Diode sein, wie etwa die Diode D in Fig. 2, die die Wortzeile M mit der Spalte Bl verbindet. Man wird später sehen, wie die Operation ausgeführt wird, die darin besteht, aus der Diode D eine leitende Verbindung zu machen, wie etwa die mit D¹ bezeichnete, die die Y/brtzeile M mit der Bitspalte Bm verbindet. Allgemein ist das zerstörbare Kopplungselement einer Diode C zugeordnet, die den Durchgang des Stroms i nur in einer einzigen Richtung zuläßt und auf diese Weise den Störungen für den Programmierungsstrom in dem Hatrixnetz jeglichen \7eg sperrt. Diese Diode C ist nicht zur Zerstörung vorgesehen.

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Pig. 3 zeigt, wie die Programmierung in der herkömmlichen Technik gewöhnlich ausgeführt wird. In dieser Figur sind die zwei Y/ortzeilen M-j und K₂ ebenso wie die vier Bitspalten B-j, B₂, B^ und B4 jeweils mit einer Schaltvorrichtung 20 verbunden, mittels welchen sie an ein Bezugspotential .oder . an eine Spannung +V in bezug auf das Bezugspotentiäl gelegt werden können. Andererseits ist die Wortzeile Mi mit den Spalten B-j und B₂ mittels Schmelzsicherungen P-j und P₂ und mit den Spalten B3 und B* durch Dioden D-j und D₂ verbunden. Ebenso ist die Wortzeile M₂ mit den Spalten B-j und B₂ durch Schmelzsicherungen F^ und F. sowie mit den Bitspalten B^ und B4. mittels Dioden D^ und D^ verbunden.

Wenn die Wort zeile BLj an die Bezugs spannung gelegt ist und wenn die Spalte B- die Spannung +V hat, so wird die Schmelzsicherung P-j von'einem Strom durchflossen, dessen Stromstärke so eingestellt ist, daß das schmelzbare Material schmilzt und auf diese Weise die elektrische Verbindung unterbrochen wird. Da dagegen die Bitspalte B₂ die Bezugs spannung hat, liegt dieselbe Spannung an den Klemmen der Schmelzsicherung P₂ an, die folglich intakt bleibt. Dasselbe gilt für die Schmelzsicherung F3, deren Enden an der Spannung +V liegen. Außerdem sperrt die Diode C/ jeglichen Strom in der Schmelzsicherung F^, die bei NichtVorhandensein der Diode C4durch die Zeile M₂ an der Spannung +7 und durch die Bit spalte B₂ auf dem Bezugspotential liegen würde.

Wenn die Bitspalten B4, B3 das Bezugspotential bzw. . die Spannung +V haben, ist die Diode D₁ in Sperrichtung polarisiert und kann entsprechend ihrer Art und dem Wert der Spannung +V beschädigt werden. Die Diode D₂ bleibt intakt, da ihre Elektroden auf demselben Poten-

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tial liegen. Dasselbe gilt für die Diode D3. Dagegen wäre die Diode D^ in Durchlaßrichtung polarisiert, v/enn nicht die Diode C3 vorhanden wäre, die dafür vorgesehen ist, die betreffende Potentialdifferenz aufzunehmen. Die Diode D* ist deshalb geschützt und bleibt intakt.

Es wird nun angenommen, daß die Spalten vollständig leitend sind, daß aber die Zeilen Mi und M2 mit ohmschem Yfiderstand behaftet sind, d.h. einen Widerstandsbelag haben, der in Pig. 3 schematisch durch die Widerstände 22-28 dargestellt ist. In dem Fall, in welchem allein die Schmelzsicherung P-j der Zeile M-] zur Zerstörung bestimmt ist, wird der Programmierungsstrom, der durch sie hindurchfließt, einen Spannungsabfall +v an den Anschlüssen des Widerstandes hervorrufen. Wenn ebenso die Bitspalte B, an die Spannung +V gelegt worden wäre, hätte der die Diode D-j durchquerende Strom einen Spannungsabfall +v' an den Anschlüssen des Widerstands 24 und einen Spannungsabfall +v" an den Anschlüssen des Widerstands 22 hervorgerufen. Demzufolge kann gemäß dem ohmschen Widerstand der Zeilen und der Stärke der sie durchfließenden Ströme die den zu zerstörenden Kopplungselementen zugeführte Leistung unter dem Zerstörungsschv/ellenwert dieser Elemente liegen. Diese Effekte ergeben sich insbesondere im Verlauf der Programmierung der Pestwertspeicher, die zugleich auf und in ein Halbleitersubstrat integriert sind. Wie im folgenden mit Bezug auf die Piguren 5 und 6 noch deutlicher hervortreten, wird, sind nämlich die Zeilen (oder die Spalten) mit ohmschen Widerstand behaftete halbleitende Streifen, die durch Dotierung des Halbleitersubstrats gebildet sind, und die Spalten (oder die Zeilen) sind im allgemeinen auf das Substrat aufgebrachte metallische Drähte, die gute elektrische Lei-

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ter sind. Wenn der ohmsche Widerstand der leitenden Streifen gegeben ist, könnten die integrierten Festwertspeicher schwierig programmierbar sein,

Die Vorrichtung, die gemäß der Erfindung zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile vorgesehen ist, ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Fig. 4 zeigt nämlich das Schema zur Erläuterung der Betriebsweise der Vorrichtung nach der Erfindung, das dem Schema von Fig. 3 gleicht, welches die herkömmliche Vorrichtung betrifft, um die Vorteile der Erfindung deutlicher hervortreten zu lassen. In Fig. 4 findet man deshalb wieder die beiden Wortzeilen Mj, M4 und die vier Bitspalten B^, Bg, B7 und Bß, die jeweils mit einer Schaltvorrichtung 30 verbunden sind, welche mit den Schältvorrichtungen 20 von Fig. 3 identisch sind. Me Zeile M5 und die Spalten Bg und Bß liegen an der Spannung +V, und die Zeile M4 sowie die Spalten B^ und Βγ sind an das Bezugspotential angeschlossen. In diesem Beispiel sind die Spalten B5-B8 vollständig leitend, während die Zeilen einen Widerstandsbelag aufweisen, der durch die Widerstände 32-38 symbolisiert ist.

Wie in Fig. 3 haben die Bitspalten B5 und Bg als Kopplungselemente die Schmelzsicherungen F5-F3, während . die Bitspalten Βγ und Bg Dioden D5-D8 als Kopplungselemente haben.

Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält Ableitungswege S-j und S2» die aus einem Leitermaterial, wie etwa dem die Spalten B des Speicher bildenden Material, gebildet und zu denselben parallel sind. Wie in Fig. dargestellt, werden die Ableitungswege während der Programmierung auf das Bezugspotential gebracht.

Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält außerdem halbleitende Strukturen ^-J-Tß ⁰^ gesteuerter I»eit-

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fähigkeit, wie etwa Strukturen mit vier überlagerten Schichten mit abwechselndem Leitfähigkeit styp die eine Steuerschicht haben,-welche die "Steuerelektrode" der Struktur bildet· Eine Struktur arbeitet folglich wie ein Thyristor. Jede der Strukturen T^-T* verbindet die Schmelzsicherungen Fc bzw. Fg bzw. Ργ bzw. Fg ^mi* ^dem Ableitungsweg S-j, wobei die Steuerelektrode, die hier die das Anodengitter bildende innere Schicht ist, mit der dem Kopplungselement entsprechenden Wortzeile verbunden ist. Dasselbe gilt für die Strukturen Tc-Tg in bezug auf die Dioden D5~Dg in Beziehung zu dem Ableitungsweg S2.

Es wird nun die Programmierung eines Festwertspeichers nach der Erfindung erläutert. Für die Sicherung F5 wie für die Diode D5 liegt die Steuerelektrode des entsprechenden Thyristors T-j bzw. Tc an der Spannung +V, während die Spannung Anode-Kathode Hull ist. Deshalb kann kein Strom durch sie hindurchfließen und die Kopplungselemente Έ^₉ Dc bleiben im Verlauf der Programmierung intakt.

Die Steuerelektrode der Thyristoren T2 und Tg, die der Sicherung Fg bzw.' der Diode Dg entsprechen, liegt auf demselben Potential +V wie ihre Anode. Die Thyristoren T2» Tg werden folglich nicht gezündet und deshalb bleiben die Elemente Fg und Dg intakt.

Bei den Thyristoren T3 und Τγ, die den Kopplungselementen F7 bzw. Ργ entsprechen, sind alle ihre Elektroden auf Bezugspotential. Infolge dessen fließt durch sie kein Strom und die Elemente F^ und Dj bleiben im Verlauf der Programmierung intakt.

Die Steuerelektrode der Thyristoren T4 und Tg ist auf Bezugspotential, während die Anode mit Bezug auf die

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Kathode an der Spannung +V liegt. Die Thyristoren Tλ und Tq werden folglich gezündet und ein aus. den Spalten Bg bzw. B₈ stammender Strom kann durch die Kopplungselemente P₈ und D₈ hindurchfließen und sie zerstören, "bevor er über die Ableitungswege S-j bzw. S2 nach Masse abfließt. Der Programmierungsstrom "benutzt also die Ableitungswege S-j und S₂, die gute elektrische Leiter sind, und stellt die Zerstörung der von ihm durchquerten Kopplungselemente sicher. In diesem Fall haben die Zeilen nur die Aufgabe, das· .Zünden des gewählten Thyristors zu steuern, indem ihnen ein Steuerstrom zugeführt wird.

Wenn die Programmierung beendigt ist, ist der PH-Übergang zwischen der Steuerelektrode und der Anode des Thyristors entsperrt und deshalb könnte die Verbindimg durch die nicht zerstörten Sicherungen oder durch die zerstörten Dioden hergestellt werden, um die Kurzschlüsse zu bilden. Unter diesen Bedingungen könnte man so vorgehen, daß kein Strom die anderen PiT-Übergänge der Thyristoren durchfließt, was immer der Fall ist, wenn die Ableitnngswege S-j und S₂ isoliert oder auf dem selben Potential wie die Bitspalten gehalten sind.

Zwei Ausführungsformen nach der Erfindung einer Vorrichtung zum Programmieren der auf und in einem Halbleitersubstrat integrierten Festwertspeicher sind in Fig. 5 und Fig. 6 für den Fall, daß das Kopplungselement eine Schmelzsicherung ist bzw. für den Fall, daß das Kopplungselement eine Diode ist, dargestellt.

Zunächst wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Der Teil des FestwertSpeichers 40, der darin dargestellt ist, ist aus «inem Substrat 42 gebildet, welches aus einem Halbleitermaterial, wie etwa Silizium, besteht. Durch

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epitaxiales Aufwachsen eines Materials 46, welches mit ΪΓ-leitenden Verunreinigungen dotiert ist, auf dem Substrat 42 und durch Isolation von linearen Streifen in diesem Material sind untereinander parallele Streifen, die Wörter Mp, Mp+1 darstellen, gebildet worden, d.h. Wortzeilen, die mit Bezug auf die Figuren 3 und 4 beschrieben worden sind. Rechtwinkelig zu diesen Streifen sind gut leitende metallische Drähte, beispielsweise aus Aluminium, auf das Substrat aufgebracht worden, die von denselben durch eine Isolierschicht 48, beispielsweise aus Siliziumoxid, getrennt sind. In Fig. 5 ist nur der Leiter Bm sichtbar, der die Spalte der Stelle m des Speichers bildet. An dem Knoten der Bitspalte Bm und der Viortzeile Mp ist ein zerstörbares Kopplungselement dargestellt, welches in diesem Fall die Schmelzsicherung Fm ist. Diese Schmelzsicherung ist mit der Wortzeile Mp durch eine Kontalctklemme Pm verbunden, welche die Isolierschicht 48 durch ein Fenster 50 durchquert, auf dessen Höhe ein P-leitendes Gebiet 52 geschaffen worden ist, welches in das die Vfortzeile Mp bildende Material 46 eingeschlossen ist.

Gemäß der Erfindung entspricht nindenstens einer Bitspalte ein Programmierimgsstromableitungsweg, wie in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 5 entspricht der Bitspalte Bm der Ableitungsweg Sm, der auf dem Substrat parallel zu den benachbarten Bitspalten aus e j nein gut leitenden Mater:al gebildet ist und der deshalb dieselbe Geometrie und dieselbe Zusammensetzung wie die Spalten des Speichers haben kann. Diese Ableitungswege stehen mit den Knoten der Zeilen Mp, Mp+1 mittels Fenstern in Verbindung, die in der Isolierschicht 48 gebildet sind. Auf der Höhe der Fenster 54 und im Inneren des IT-leitenden Materials 46, welches die Wortzeilen M des Speichers bildet, sind zwei Gebiete 56, 58 gebildet

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worden. Bas Gebiet 56 erstreckt sieh in das Gebiet 58 hinein "und ist mit dem Ableitungsweg Sm in Kontakt. Das Gebiet 58 ist ein P-leitendes GeMet und das Gebiet 56 ist ein H-leitendes Gebiet. In Fig. 5 bilden das Gebiet 52, der Zwischenraum, der die Gebiete 52 und 58 trennt, das Gebiet 58 und das Gebiet 56 eine halbleitende Struktur aus vier überlagerten Schichten nit abwechselndem Leitfähigkeitstyp und mit gesteuerter Leitung. Diese Struktur ist folglich mit einem Thy*- ristor vergleichbar, dessen Schicht, die das Steuergitter oder die Steuerelektrode bildet, zwischen den Gebieten 52 und 58 liegt und durch das IT-leitende Material 46 der entsprechenden Yfortzeile gebildet ist. Wenn der Speicher 40 für eine Programmierung mit den in Pig. 4 verwendeten Potentialen vorgesehen ist, bildet der Bereich 52, der mit der Schmelzsicherung Pm in Verbindung ist, die Anode des Thyristors und das Gebiet 56 bildet die Kathode in der gleichen Weise, wie es sehematisch in Pig. 4 dargestellt ist.

Es wird nun ein integrierter programmierbarer Pest— wertspeicher aus einem Halbleitersubstrat betrachtet, dessen Zeilen halbleitende Streifen sind, dessen Spalten gut leitende metallische Drähte sind und dessen zerstörbare Kopplungselemente Dioden sind. Das ist der in Pig. 6 dargestellte Pail.

In Pig. 6 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Teil 60 eines integrierten Festwertspeichers aus einem Halbleitersubstrat 62, wie etwa Silizium dargestellt. Wie in Pig. 5 sind die Wortzeilen des Speichers, von welchen allein die Zeilen Mq. und Hq+1 dargestellt sind, Streifen 66, die durch epitaxiales Aufwachsen von dem Substrat 62 aus und durch anschließendes Isolieren gebildet sind. Die Streifen 66 sind IT-dotiert.-Die Bitspalten, von denen lediglich die Spalten der Stelle η und n+1 dargestellt sind, sind vorzugsweise aus einem

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gut leitenden metallischen Material, wie etwa Aluminium, gebildet und im allgemeinen von dem Substrat durch eine Isolierschicht 68, beispielsweise aus Siliziumoxid, isoliert. An den Knoten des netzes des Pestwertspeichers 60 sind Fenster 70 in die Isolierschicht 68 eingelassen, um die Zeilen und die Spalten miteinander in Kontakt zu bringen. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die Moden, die in Pig, durch die Diode D5-D3 dargestellt sind, durch Dotierung von Bereichen 72, 74- hergestellt, die in das K-leitende Material eingeschlossen sind, welches die die Wortzeilen des Speichers darstellenden Streifen 66 bildet. Wenn das Material der Streifen 66 vom IT-Typ ist, wird das Gebiet 74 vom P-Typ sein, und das Gebiet 72» das es enthält und welches mit der entsprechenden Bitspalte in. Kontakt ist, wird vom ΪΤ-Typ sein·

Gemäß der Erfindung enthält die Vorrichtung für die Programmierung des Speiehers 60 Ableitungswege Sn, von denen ;jeder mit mindestens einer der Bitspalten, die ihm benachbart sind, in Korrelation ist. In dem Pail von Pig. 6 ist darin eine Ausführungsform eines Ableitungsweges für zwei Bitspalten dargestellt, die demzufolge dem Pail äquivalent ist, der in Pig. 4 in Verbindung mit den Bit spalt en Βγ, B₈ und dem Ableitungsweg S2 dargestellt ist.

Wie aus Pig. 6 hervorgeht, haben die Ableitungswege Sn dieselbe Konfiguration sowie die_selbe Zusammensetzung wie die ihnen entsprechenden benachbarten Spalten und sie stehen ebenfalls mit den Wort zeilen in Verbindung, die sie durch die in der Isolierschicht 68 gebildeten Penster 76 kreuzen·

Die halbleitende Stmktur mit gesteuerter leitung ist, wie in dem Pail von Pig. 5, eine Struktur mit vier'

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Schichten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, d.h. eine P-N-P-ΪΓ-Struktur. Die erste Schicht umfaßt das ■Gebiet 74 der Diode, die auf der Höhe der Bit spalten gebildet ist. Die beiden letzten Schichten sind im Inneren der Streifen 66 angeordnet und bestehen aus Gebieten 78 und 80 des leitfähigkeitstyps N bzw. P im Wechsel mit dem Material vom N-Typ der Wort ze ilen, was wie in dem vorhergehendem Pail bedeutet, daß die Steuerschicht, die die Steuerelektrode des auf diese Weise gebildeten Thyristors darstellt, diejenige Schicht ist, die zwischen den Gebieten 74 und 80 vom P-Typ liegt.

Die Figuren 7 und 8 zeigen die Ersatzschaltbilder der in den Figuren 5 bzw. 6 dargestellten Anordnungen. In Fig. 7 findet sich die leitende Schiene wieder, die die Bitspalte Bm bildet, welche über die Schmelzsicherung Fm durch einen PN-Übergang mit dem halbleitenden Streifen verbunden ist, der die Wortzeile Mp bildet, dessen äquivalenter Widerstandsbelag durch den Widerstand 82 dargestellt ist. Die Struktur aus vier Schichten mit gesteuerter Leitung ist durch die -Transistoren 84 und 86 dargestellt, deren Basis jeweils durch den Kollektor des anderen erregt wird. Schließlich ist der Ableitungsweg Sm direkt mit dem Emitter des Transistors 86 verbunden. Die sich außerhalb des Speichers befindende Yor-.richtung, mittels welcher an die verschiedenen Elemente des Speichers die Spannungen angelegt werden, ist durch Schaltvorrichtungen 88 dargestellt, die den Elementen entweder das Besugspotential oder die Spannung +V geben. Aus Fig. 7 geht ebenso wie aus Fig. 4 hervor, daß der Programmierungsstrom nur dann erscheint, wenn das äußere Ende der Wortzeile auf Bezugspotential ist.

Fig. 8 zeigt ein Ersatzschaltbild der in Fig. 6 dargestellten Anordnung. So sind in Form von metallischen Schienen die Bitspalten Bn und Bn+1 dargestellt, zwischen

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welchen sich der Ableitungsweg Sn befindet. Eine Diode, die den die Schichten 72 und 74 von Fig. 6 trennenden PN-Übergang darstelltest durch einen PH-Übergang mit der entsprechenden Wortzeile Mq. in Verbindung, deren Ersatzwiderstand durch den Y/iderstand 90 dargestellt ist. Das Ersatzschaltbild der Struktur mit gesteuerter Leitung besteht, wie in Fig. 7,aus zwei Transistoren 92 und 94, deren Basis jeweils durch den Kollektor des anderen gesteuert v/ird. Der Emitter des Transistors 94 ist direkt mit dem Ableitungsweg. Sn verbunden. Ί!±β aus den Figuren 8 und 4 hervorgeht, wird eine der beiden Dioden oder werden beide Dioden gleichzeitig von einem Programmierungsstrom durchflossen, wenn die entsprechenden Spalten Bn, Bn+1 auf dem Potential +V sind und wenn die Yiort zeile Mq auf dem Bezugs potential ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 8 wird allein die der Bitspalte Bn entsprechende Diode von dem Programm!erungsstrom durchflossen. Das Auswählen der zu zerstörenden Kopplungselemente erfolgt somit mittels Schaltvorrichtungen 96, die in der Lage sind, die Elemente, mit welchen sie verbunden sind, entweder auf das Bezugspotential oder an die Spannung +V zu legen.

Selbstverständlich ist die Erfindung keinesv/egs auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Im Gegenteil, gemäß den verwendeten Polarisationsspannungen und der Art der die Zeilen und Spalten verbindenden Kopplungselemente könnten die Halbleiterstrukturen mit gesteuerter Leitung von den oben beschriebenen verschieden sein. Man hat insbesondere gesehen, daß der eine der Bereiche,der die Verbindungsdiode zwischen Zellen und Spalten bildet, als eine Schicht der Struktur mit gesteuerter Leitung verwendet werden könnte.

Das bedeutet allgemein, daß die Erfindung sämtliche Ein-

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richtungen einschließt, die technische Äquivalente der beschriebenen Einrichtungen sind, sowie ihre Kombinationen, wenn dieselben gemäß dem Erfindungsgedanken ausgeführt sind und im Rahmen der folgenden Ansprüche verwendet werden.

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Claims

Pat entansprüche

Programm!erbarer Pestwertspeicher, der als integrierte Schaltung aus einem Halbleitersubstrat hergestellt ist, dessen Matrixnetz, welches die Wortzeilen und die Bitspalten der Matrix enthält, einerseits aus mit ohmschem Widerstand "behafteten halbleitenden Streifen eines gegebenen Leitfähigkeitstyps, die linear und parallel zueinander in dem Substrat gebildet sind, und andererseits aus gut leitenden Drähten gebildet ist, die mittels einer Isolierschicht auf das Substrat aufgebracht sind, zueinander parallel sind und die Streifen in Knoten kreuzen, welche mit zerstörbaren Speicherelementen versehen sind, die einen Streifen mit einem Draht verbinden, gekennzeichnet durch eine Torrichtung für seine Programmierung, die gut leitende Ableitungswege aufweist, welche jeweils die Aufgabe haben, den Programmierungsstrom von mindenstens einem der Streifen abzuleiten, und welche mit den Streifen durch halbleitende Strukturen verbunden sind, deren Leitung durch Anlegen einer Potentialdifferenz an den Draht und den Streifen, denen das zu zerstörende Speicherelement entspricht, gesteuert wird.

2· Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungswege zu den Drähten parallel sind, die wie sie auf das Substrat aufgebracht und aus dem selben Material gebildet sind.

3. Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitenden Strukturen mit ge-

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steuerter Leitung im Inneren der Streifen angeordnet sind.

4. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitenden Strukturen Strukturen aus vier überlagerten Schichten abwechselnden Leitfähigkeitstyps sind, die eine Steuerschicht haben, welche die Steuerelektrode der Struktur bildet.

"5· Speicher nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, die die Steuerelektrode der halbleitenden Struktur bildet, aus dem dotierten Material des genannten gegebenen Leitfähigkeitstyps der Streifen besteht.

6. Speicher nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende Struktur durch das Anodengitter gesteuert ist.

7. Speicher nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende Struktur durch das Kathodengitter gesteuert ist.

8. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das zerstörbare Element eine Schmelzsicherung ist, die mit dem Material des entsprechenden Streifens durch eine Schicht, deren Leitfähigkeitstyp dem genannten gegebenen Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist und die in dem den Streifen bildenden Material gebildet ist, verbunden ist.

9· Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das zerstörbare Element eine Diode ist, die in dem die mit ohmscheia Widerstand behafteten Streifen bildenden Material durch zwei halbleitende Schichten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, von welchen die eine

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Schicht mit einem der Drähte verbunden ist und von welchen die andere Schicht eine der vier Schichten der halbleitenden Struktur mit gesteuerter Leitung bildet.

10. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die mit ohmschem Widerstand behafteten Streifen und die leitenden Drähte Wortzeilen bzw. Bitspalten des Speichers bilden.

11. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9_f dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Drähte und die mit ohmschem Widerstand behafteten Streifen Wortzeilen bzw. Bitspalten des Speichers bilden.

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