DE2421513C2

DE2421513C2 - Programmierbarer Festwertspeicher

Info

Publication number: DE2421513C2
Application number: DE2421513A
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Le-Perreux Duval; Francis Joseph Eaubonne Mottini; Serge Auguste Bagnolet Touron
Original assignee: Bull SA
Current assignee: Bull SA
Priority date: 1973-05-04
Filing date: 1974-05-03
Publication date: 1984-08-09
Also published as: FR2228271A1; JPS582440B2; IT1010255B; DE2421513A1; GB1440167A; JPS5028729A; NL7405612A; US3909805A; FR2228271B1

Description

Die Erfindung betrifft einen programmierbaren Festwertspeicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Festwertspeicher ist ein Matrixnetz, 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 koppeln, welche für das Wort die entsprechenden Bits bestimmen. Die Speicherelemente sind folglich zweckmäßig an den Kreuzungspunkten der den Speicher bildenden Matrix angeordnet Bei einem Festwertspeicher ist die Anordnung der Spei cherelemente endgültig.

Bei einem programmierbaren Festwertspeicher, wie er z. B. aus der DE-OS 20 17 642 bekannt ist sind die Zeilen und Spalten der Matrix durch zerstörbare oder umwandelbare Kopplungselemente miteinander ver« bunden. Die Zerstörung oder Umwandlung dieser Kopplungselemente kann selektiv durch Stromstöße erfolgen.

Während der Herstellung der programmierbaren Festwertspeicher werden alle Kreuzungspunkte mit zerstörbaren Kopplungselementen versehen, um dem Anwender dadurch die Möglitfckeit zu geben, die zweckmäßige Anordnung der Kopplungselemente in der Speichermatrix durch Zerstörung von bestimmten Kopplungselementen zu schaffen. Dabei handelt es sich folglich um eine Programmierung, durch die der anfänglich universelle Speicher zu einem programmierten Speicher wird.

Nun können die zerstörbaren Kopplungselemente in zwei Kategorien unterteilt werden: nämlich in Elemen te, die am Anfang eine leitende Verbindung zwischen den Zeilen und den Spalten der Matrix bilden und durch einen Überstrom zerstörbar jind, wie etwa die aus einem schmelzbaren Material gebildeten Elemente, die nach der Zerstörung einen offenen Stromkreis bilden.

und solche Elemente, 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 Wortzeile und der Spalte von Bits, mit denen das Element verbunden ist, eine elektrische Überbelastung zuzuführen. Die Leiter des Matrixnetzes müssen folglich diese Überbelastung ohne Verlust übertragen. In dem gegenteiligen Fall wäre die Überbeiastung auf der Ebene des ausgewählten EIe-

ments 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 sich kreuzenden Metalldrähte, welche mittels einer Isolierschicht auf das Substrat aufgebracht sii.d 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 sowohl der Zeilen als auch der Spalten des Speichernetzes metallische Leiter zu verwenden. Es erweist sich jedoch, daß diese Lösung materiell sehr schwierig ausführbar ist und demzufolge sehr hohe Kosten verursacht

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines programmierbaren Festwertspeichers, dessen halbleitende Streifen von dem Programmierstrorn entlastet sind. Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen programmierbaren Speicher fließt der Programmierstrom jeweils durch den betreffenden Draht, durchquert die steuerbare Halbleiterstruktur und kehrt über den zugehörigen Ableitungsweg zurück, der selbst als metallischer Draht ausgebildet sein kann, welcher ebenso wie die metallischen Drähte, die in dem als Beispiel angenommenen Fall die Spalten des Festwertspeichers bilden, zusätzlich auf dem Halbleitersubstrat aufgebracht ist. Andererseits könnten die vorgenannten Strukturen, die aus vier Schichten mit abwechselndem Leitfähigkeitstyp 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 Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von mehreren Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Schaltung eines programmierten Festwertspeichers,

F i g. 2 Beispiele von Kopplungselementen, die gewöhnlich in den programmierbaren Speichern verwendet werden,

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

F i g. 4 ein Schema zur Erläuterung der Programmierung von Festwertspeichern, die mit Hilfe einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgeführt wird, die

F i g. 5 und 6 zwei Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung, die zur Programmierung eines integrierten Festwertspeichers auf einem Halbleitersubstrat dient,

F i g. 7 das Ersatzschaltbild der in F i g. 5 dargestellten Vorrichtung, und

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

In F i g. 1 ist ein bereits programmierter Festwertspeicher 10 dargestellt. Dieser Speicher besteht aus einem Netz von Wortzeilen Μι, Λί>,. .., Mn, und Bitspalten B\, Bz, .... Bp. Jede Zeile steht mit dem Spalten

to mittels Kopplungselementen in Verbindung, die mit Ci bzw. C₀ bezeichnet sind, je nachdem ob sie die Verbindung zwischen Zeilen und Spalten herstellen oder nicht Sämtliche Wortzeilen sind mit einem Wortwähler 12 verbunden, während sämtliche Spalten mit einer Anordnung 14 aus ρ Bitlesern verbunden sind.

Am Anfang war der Festwertspeicher 10 programmierbar, weil jeder Knoten ein zerstörbares Kopplungselement C aufwies. Wenn am Anfang sämtliche Kopplungselemente eine leitende Verbindung bilden, die in F i g. 1 mit C\ bezeichnet ist, besteht die Programmierung folglich aus der Zerstörung von bestimmten Elementen C₁ des Speichers, damit zürn- 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 F i g. 2 dargestellte, den Strom /der Bitspalte Bjführt, wenn eine Spannung — u an die entsprechende Wortzeile M angelegt ist, und welches, wenn es zerstört ist, wie es mit dem Bezugszeichen F'bezeichnet ist, die Wortzeile M von der entsprechenden Bitspalte Bk trennt.

Alle Kopplungselemente C des programmierbaren Festwertspeichers 10 können am Anfang auch Elemente sein, die im Endzustand der Matrizenhersteliung isolierend sind. Demzufolge besteht die Programmierung dieses Mal darin, in der Gesamtheit von Elementen, die am Anfang von dem Typ Co waren. Elemente C\ leitend zu machen. Deshalb kann das Ausgangskopplungselement Ca eine in Sperrichtung polarisierte Diode sein, wie etwa die Diode D in F i g. 2, die die Wortzeile M mit der Spalte B1 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 D' bezeichnet, die die Wortzeile M mit der Bitspalte Bm verbindet. Allgemein ist das zerstörbare Kopplungselement einer Diode C zugeordnet, die den Durchgang des Stroms / nur in einer einzigen Richtung zuläßt und auf diese Weise den Störungen für den Programmierungsstrom in dem Matrixnetz jeglichen Weg sperrt Diese Diode C ist nicht zur Zerstörung vorgesehen.

F i g. 3 zeigt, wie die Programmierung in der herkömnüchen Technik gewöhnlich ausgeführt wird. In dieser Figur sind die zwei Wort2eilen Mi und M₂ ebenso wie die vier Bitsp.iiten B₁, B₂, B₃ und B₄ jeweils mil einer Schaltvorrichtung 20 verbunden, mittels weichen sie an ein Bezugspotential oder an eine Spannung + V in bezug auf das Be?.ugspoiential gelegt werden können. Andererseits ist die tVortzeile M\ mit den Spalten B\ und Bz mittels Schmelzsicherungen F\ und F₂ und mit den Spalten B] und Bt, durch Dioden Dx und D₂ verbunden. Ebenso ist die Wortzeile Mt mit den Spalten 3\ und B₂ durch Schmelzsicherungen Fa und F₄ sowie mit den Bitspalten

B) und B₄ mittels Dioden Di und D₄ verbunden.

Wenn die Wortztiile Mi an die Bezugsspannung gelegt ist und wenn die Spalte Si die Spannung + V hat. so wird die Schmelzsicherung Fi von einem Strom durch-

flössen, 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 Bezugsspannung hat, liegt dieselbe Spannung an den Klemmen der Schmelzsicherung Fi an, die folglich intakt bleibt. Dasselbe gilt für die Schmelzsicherung F), deren Enden an der Spannung + V liegen. Außerdem sperrt die Diode G jeglichen Strom in der Schmelzsicherung F«. die bei Nichtvorhandenscin der Diode Ci durch die Zeile Mi an der Spannung + V und durch die Bitspalte B₂ auf dem Bezugspotential liegen würde.

Wenn die Bitspalten B*. ßj das Bezugspotential bzw. die Spannung + V haben, ist die Diode Di in Sperrichtung polarisiert und kann entsprechend ihrer Art und dem Wert der Spannung + V beschädigt werden. Die Diode Di bleibt intakt, da ihre Elektroden auf demselben Potential liegen. Dasselbe gilt für die Diode Dj. Dagegen wäre die Diode D₄ in Durchlaßrichtung polarisiert, wenn nicht die Diode C» vorhanden wäre, die dafür vorgesehen ist, die betreffende Potentialdiffercnz aufzunehmen. Die Diode Di ist deshalb geschlitzt und bleibt intakt.

Es wird nun angenommen, daß die Spalten vollständig leitend sind, daß aber die Zeilen Mi und M₃ mit ohmschem Widerstand behaftet sind, d. h. einen Widerstandsbelag haben, der in F i g. 3 schematisch durch die Widerstände 22—28 dargestellt ist. In dem Fall, in welchem allein die Schmelzsicherung F\ der Zeile Mi zur Zerstörung bestimmt ist. wird der Programmierungsstrom, der durch sie hindurchfließt, einen Spannungsabfall + ν an den Anschlüssen des Widerstandes 22 hervorrufen. Wenn ebenso die Bitspalte Bj an die Spannung + V gelegt worden wäre, hätte der die Diode Di 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 Kupplungselementen zugeführte Leistung unter dem Zerstörungsschwellenwert dieser Elemente liegen. Diese Effekte ergeben sich insbesondere im Verlauf der Programmierung der Festwertspeicher, die zugleich auf und in ein Halbleitersubstrat integriert sind. Wie im folgenden mit Bezug auf die F i g. 5 und 6 noch deutlicher hervortreten wird, sind nämlich die Zeilen (oder die Spalten) mit ohmschen Widerstand behaftete halbleitendc 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 elektrisch? Leiter sind. Wenn der ohmsche Widerstand der halbleitenden 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 F i g. 4 schematisch dargestellt. F i g. 4 zeigt nämlich das Schema zur Erläuterung der Betriebsweise der Vorrichtung nach der Erfindung, das dem Schema von F i g. 3 gleicht, welches die herkömmliche Vorrichtung betrifft, um die Vorteile der Erfindung deutlicher hervortreten zu lassen, in F i g. 4 findet man deshalb wieder die beiden Wortzeilen Mj, M4 und die vier Bitspalten S^, Bb, B] und Bt, die jeweils mit einer Schaltvorrichtung 30 verbunden sind, welche mit den Schaltvorrichtungen 20 von F i g. 3 identisch sind. Die Zeile Mi und die Spalten Bf, und Bg liegen an der Spannung + V, und die Zeile Mt sowie die Spalten Bi und B₁ sind an das Bezugspotential angeschlossen. In diesem Beispiel sind die Spalten Β-,— β« vollständig leitend, während die Zeilen einen Widerstandsbclag aufweisen, der durch die Widerstände 32—38 symbolisiert ist.

Wie in Fig.3 haben die Bitspalten Ss und Bt als Kopplungselemcnte die Schmelzsicherungen Fi-Fe, während die Bitspalten Bi und B_n Dioden Dj-D₈ als Kopplungselemcnte haben.

ίο Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält Ableitungswege Si und Si, die aus einem Leitermaterial, wie etwa dem die Spalten Sdes Speichers bildenden Material, gebildet und zu denselben parallel sind. Wie in F i g. 4 dargestellt, werden die Ableitungswege während der Programmierung auf das Bezugspotential gebracht.

Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält außerdem halbleitcnde Strukturen Ti —T« mit gesteuerter Leitfähigkeit, wie etwa Strukturen mit vier überlagerten Schichten mit abwechselndem Leitfähigkeitstyp die eine Steuerschicht haben, welche die »Steuerelektrode« der Struktur bildet. Eine Struktur arbeitet folglich wie ein Thyristor. |ede der Strukturen Ti — Ti verbindet die Schmelzsicherungen Fs bzw. F₆ bzw. Fi bzw. Fb mit dem Ableitungsweg Si, 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 Ts- Ts in bezug auf die Dioden Ds— Dh in Beziehung zu dem Ableitunjsweg Si.

Es wird nun die Programmierung eines Festwertspeichers nach der Erfindung erläutert. Für die Sicherung Fs wie für die Diode Ds liegt die Steuerelektrode des entsprechenden Thyristors Ti bzw. Ts an der Spannung + V, während die Spannung Anode-Kathode Null ist.

Deshalb kann kein Strom durch sie hindurchfließen und die Kopplungselemente Fs. Ds bleiben im Verlauf der Programmierung intakt.

Die Steuerelektrode der Thyristoren Ti und T* die der Sicherung F₆ bzw. der Diode D₆ entsprechen, iicgi auf demselben Potential + ν wie ihre Anode. Die Thyristoren Ti, T₆ werden folglich nicht gezündet und deshalb bleiben die Elemente F_b und Dt intakt.

Bei den Thyristoren Tj und Ti. die den Kopplungselementen Fi bzw. D; entsprechen, sind alle ihre Elektroden auf Bezugspotential. Infolge dessen fließt durch sie kein Strom und die Elemente F? und D₇ bleiben im Verlauf der Programmierung intakt.

Die Steuerelektrode der Thyristoren T₄ und T₈ ist auf Bezugspotential, während die Anode mit Bezug auf die

Vt Kathode an der Spannung + Vliegt Die Thyristoren Ti und Τ« werden folglich gezündet und ein aus den Spalten Bt bzw. B₈ stammender Strom kann durch d" ί Kopplungselemente F₈ und D₈ hindurchfließen und sie zerstören, bevor er über die Ableitungswege Si bzw. Sj nach Masse abfließt Der Programmierungsstrom benutzt also die Ableitungswege Si 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 PN-Übergang zwischen der Steuerelektrode und der Anode des Thyristors entsperrt und deshalb könnte die Verbindung 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 PN-

Übergänge der Thyristoren durchfließt, was immer der Fall ist, wenn die Ableitungswege Si und S? isoliert oder auf dem selben Potential wie die Bilspallcn gehalten sind.

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

Zunächst wird auf F i g. 5 Bezug genommen. Der Teil des Festwertspeichers 40, der darin dargestellt ist, ist aus einem Substrat 42 gebildet, welches aus einem Halbleitermaterial, wie etwa Silizium, besteht. Durch epitaxiales Aufwachsen eines Materials 46, welches mit N-Icitenden 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 F i g. 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 Wortzeile Mp ist ein zerstörbares Kopplungselement dargestellt, welches in diesem Fall die Schmelzsicherung Fm ist. Diese Schmelzsicherung ist mit der Wortzeile Mp durch eine Kontaktklemme 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 Wortzeile Mp bildende Material 46 eingeschlossen ist.

Gemäß der Erfindung entspricht mindestens einer Bitspalte ein Programmierungsstromableitungsweg, wie in Fig.4 dargestellt. In Fig.5 entspricht der Bitspalte Bm der Ableitungsweg 5m, der auf dem Substrat parallel zu den benachbarten Bitspalten aus einem gut leitenden Material 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 54 in Verbindung, die in der Isolierschicht 48 gebildet sind. Auf der Höhe der Fenster 54 und im Inneren des N-leitenden Materials 46, welches die Wortzeilen M des Speichers bildet, sind zwei Gebiete 56,58 gebildet worden. Das Gebiet 56 erstreckt sich in das Gebiet 58 hinein und ist mit dem Ableitungsweg Sm in Kontakt. Das Gebiet 58 ist ein P-Ieitendcs Gebiet und das Gebiet 56 ist ein N-leitendes Gebiet. In F i g. 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 mit abwechselndem Leitfähigkeitstyp und mit gesteuerter Leitung. Diese Struktur ist folglich mit einem Thyristor vergleichbar, dessen Schicht, die das Steuergitter oder die Steuerelektrode bildet, zwischen den Gebieten 52 und 58 liegt und durch das N-ieitende Material 46 der entsprechenden Wortzeile gebildet ist Wenn der Speicher 40 für eine Programmierung mit den in F i g. 4 verwendeten Potentialen vorgesehen ist, bildet der Bereich 52, der mit der Schmelzsicherung Fm in Verbindung ist, die Anode des Thyristors und das Gebiet 56 bildet die Kathode in der gleichen Weise, wie es schematisch in F i g. 4 dargestellt ist. Es wird nun ein integrierter programmierbarer Festwertspeicher 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 Fig.6dargestellte Fall.

In F i g. 6 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Teil 60 eines integrierten Festwertspeichers aus einem Halbleitersubstrat 62, wie etwa Silizium dargestellt. Wie in F i g. 5 sind die Wortzeilen des Speichers, von welchen ίο allein die Zeilen Mq und Mq + 1 dargestellt sind. Streifen 66, die durch epitatxiales Aufwachsen von dem Substrat 62 aus und durch anschließendes Isolieren gebildet sind. Die Streifen 66 sind N-dotiert. Die Bitspalten, von denen lediglich die Spalten der Stelle η und η + 1 dargestellt sind, sind vorzugsweise aus einem gutleitenden metallischen Material, wie etwa Aluminium, gebildet und im allgemeinen von dem Subsirat durch eine Isolierschicht 68, beispielsweise aus Siliziumoxid, isoliert. An den Knoten des Netzes des Festwertspeichers 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 Dioden, die in Fig.4 durch die Diode D^-D» dargestellt sind, durch Dotierung von Bereichen 72, 74 hergestellt, die in das N-Icitende Material eingeschlossen sind, welches die die Wortzeilen des Speichers darstellenden Streifen 66 bildet. Wenn das Material der Streifen 66 vom N-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 N-Tyρ sein.

Gemäß der Erfindung enthält die Vorrichtung für die Programmierung des Speichers 60 Ableitungswege Sn, von denen jeder mit mindestens einer der Bitspalten, die J5 ihm benachbart sind, in Korrelation ist. In dem Fall von F i g. 6 ist darin eine Ausführungsform eines Ableitungsweges für zwei Bitspaltcn dargestellt, die demzufolge dem Faii äquivalent ist, der in F i g. 4 in Verbindung mit den Bitspalten B₁, B» und dem Ableitungsweg S2 dargestellt ist.

Wie aus F i g. 6 hervorgeht, haben die Ableitungswege Sn dieselbe Konfiguration sowie dieselbe Zusammensetzung wie die ihnen entsprechenden benachbarten Spalten und sie stehen ebenfalls mit den Wortzeilen in Verbindung, die sie durch die in der Isolierschicht 68 gebildeten Fenster 76 kreuzen.

Die halbleitende Struktur mit gesteuerter Leitung ist, wie in dem Fall von Fig.5. eine Struktur mit vier Schichten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, d. h. eine P-N-P-N-Struktur. Die erste Schicht umfaßt das Ge biet 74 der Diode, die auf der Höhe der Bitspalten 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 Wortzeilen, was wie in dem vorhergehendem Fall 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 F i g. 7 und 8 zeigen die Ersatzschaltbilder der in den F i g. 5 bzw. 6 dargestellten Anordnungen. In F i g. 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 dargestellt ist. Die Struktur aus vier Schichten mit gesteuerter Leitung ist durch die Transistoren 84 und

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 Vorrichtung, mittels welcher an die verschiedenen Elemente des Speichers die Spannungen angelegt werden, ist durch Schaltvorr'chtungen 88 dargestellt, die den Elementen entweder das Bezugspotential oder die Spannung + V gebe;.. Aus F i g. 7 geht ebenso wie aus F i g. 4 hervor, daß der Programmierungsstrom nur dann er- to scheint, wenn das äußere Ende der Wortzeile auf Bezugspotential ist.

F i g. 8 zeigt ein Ersatzschaltbild der in F i g. 6 dargestellten Anordnung. So sind in Form von metallischen Schienen die Bitspalten Bn und Bn + 1 dargestellt, zwisehen welchen sich der Ableitungsweg Sn befindet. Eine Diode, die den die Schichten 72 und 74 von F i g. 6 trennenden PN-Übergang darstellt, ist durch einen PN-Übergang mit der entsprechenden Wortzeile Mq in Verbindung, deren Ersatzwiderstarvi Hiirch den Widerstand 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 wird. Der Emitter des Transistors 94 ist direkt mit dem Ableitungsweg Sn verbunden. Wie aus den F i g. 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 Wortzeile Mq auf dem Bezugspotential ist. Gemäß der Darstellung in F i g. 8 wird allein die der Bitspalte Bn entsprechende Diode von dem Programmierungsstrom durchflossen. Das Auswählen der zu zerstörenden Kopplungselemente erfolgt somit mittels Schaltvorrichtungen 96, die in js der Lage sind, die Elemente, mit welchen sie verbunden sind, entweder auf das Bezugspotential oder an die Spannung + Vzu legen.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Im Gegenteil, gemäß den verwendeten Polarisationsspannungen und der Art der die Zeilen und Spalten verbindenden K.applungselemente könnten die Halbleitersturkuren mit gesteuerter Leitung von den oben beschriebenen verschieden sein. Man hat insbe- *·> sondere gesehen, daß der eine der Bereiche, der die Verbindungsdiode zwischen Zeilen und Spalten bildet, als eine Schicht der Struktur mit gesteuerter Leitung verwendet werden könnte.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Programmierbarer Festwertspeicher, der als integrierte Schaltung aus einem Halbleitersubstrat (42, 62) hergestellt ist, dessen Matrixnetz, welches die Wortzeilen und die Bitspalten der Matrix enthält, einerseits aus mit ohmschem Widerstand behafteten halbleitenden Streifen (M) eines gegebenen Leitfähigkeitstyps, die linear und parallel zueinander in dem Substrat gebildet sind, und andererseits aus gut leitenden Drähten (B) gebildet ist, die unter Zwischenfügung einer Isolierschicht (48,68) auf das Substrat (42, 62) aufgebracht sind, zueinander parallel sind und die Streifen (M) in Knoten kreuzen, welche mit zerstörbaren Speicherelementen (F, D) versehen sind, die einen Streifen (M) mit einem Draht (B) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Streifen (M) und Drähten (B) gut leitende Ableitungswege (S) für den Programmierstrom vorgesehen sind, daß jedes zerstörbare Speicherelement (F, D) in Reihe mit dem Hauptstromleitungsweg eines steuerbaren Haibieiterciemenies (T) zwischen einen der Drähte (B) und einen der zusätzlichen Ableitungswege (S) geschaltet ist und daß eine Steuerelektrode des Halbleiterelements (T) mit einem der Streifen (M) verbunden ist

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungswege (S) zu den Drähten (B) parallel sind, die wie sie auf das Substrat (42,62) aufgebracht und aus demselben Material gebildet sind.

3. Speicher nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d?ß die steuerbaren Halbleiterstrukturen im Inneren der Streifen (M) angeordnet sind.

4. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Halbleiterstrukturen (T) aus vier überlagerten Schichten abwechselnden Leitfähigkeitstyps gebildet sind, die eine Steuerschicht aufweisen, welche die Steuerelektrode bildet

5. Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, die die Steuerelektrode bildet, aus dem dotierten Material des genannten gegebenen Leitfähigkeitstyps der Streifen (M) besteht

6. Speicher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Halbleiterstruktur (T) durch das Anodengittsr gesteuert ist.

7. Speicher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Halbleiterstruktur (T)duTch das Kathodengitter gesteuert ist.

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

9. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zerstörbare Element eine Diode (D) ist, die in dem die mit ohmschem Widerstand behafteten Streifen (M) bildenden Material durch zwei halbleitende Schichten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, von welchen die eine Schicht mit einem der Drähte (B) ver-

bunden ist und von welchen die andere Schicht eine der vier Schichten der gesteuerter, Halbleiterstruktur (T) mit gesteuerter Leitung bildet

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

11. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Drähte (B) die Wortzeilen und die mit ohmschen Widerstand behafteten Streifen (M) die Bitspalten des Speichers bilden.