DE2455798A1 - Speichervorrichtung mit strahlungs- ladungsuebertragung - Google Patents
Speichervorrichtung mit strahlungs- ladungsuebertragungInfo
- Publication number
- DE2455798A1 DE2455798A1 DE19742455798 DE2455798A DE2455798A1 DE 2455798 A1 DE2455798 A1 DE 2455798A1 DE 19742455798 DE19742455798 DE 19742455798 DE 2455798 A DE2455798 A DE 2455798A DE 2455798 A1 DE2455798 A1 DE 2455798A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- storage device
- junction
- substrate
- charge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 18
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- FRIKWZARTBPWBN-UHFFFAOYSA-N [Si].O=[Si]=O Chemical compound [Si].O=[Si]=O FRIKWZARTBPWBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
- G11C13/048—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using other optical storage elements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
- G11C16/0466—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells with charge storage in an insulating layer, e.g. metal-nitride-oxide-silicon [MNOS], silicon-oxide-nitride-oxide-silicon [SONOS]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
DiPLMNG. KLAUS NEUBECKER
Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 . · Sch-adowplatz 9
4 Düsseldorf 1 . · Sch-adowplatz 9
•Düsseldorf, 26.11.1974 74170
Westinghouse Electric Corporation,
Pittsburgh, Pennsylvania, V.St.A.
Pittsburgh, Pennsylvania, V.St.A.
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Metallnitridoxid-Halbleiter
(MNOS) Vorrichtungen und insbesondere auf solche mit
Strahlungs-Ladungsübertragung.
Es ist bekannt, daß Speicherelemente entwickelt worden sind,
welche die Hysteresiseffekte ausnutzen, die in bestimmten Isolatoren
bei Metall/Isolator/Halbleiter (MIS) Feldeffekttransistoren
beobachtet worden sind. Bei den herkömmlichen Versuchen, Transistoren zur Informationsspeicherung heranzuziehen,
werden einer oder mehrere Transistoren, welche keine' Hysteresis
aufweisen, zu einem Schaltkreis zusammengefügt, welcher mit Hysteresis behaftet ist. Die Speicherfunktion ist dann eine
Eigenschaft des Schaltkreises, welche viele Elemente erforderlich macht, um einen Speicher für ein einziges Bit zu schaffen.
Die übliche Form eines Transistorspeichereleraentes besteht aus einer herkömmlichen Feldeffekttransistorstruktur mit isolierter
Steuerelektrode, wobei der Isolator aus Siliziumdioxid für die
Steuerelektrode durch einen Doppelisolator ersetzt ist. Dieser besteht typischerweise aus einer Schicht aus Siliziumdioxid, die
sehr nahe an dem Siliziumsubstrat liegt und aus einer Schicht
. 509825/0923
Telefon (0211) 320858 Telegramme Custopat
«Ν Ο ·»
aus Siliziurcinitrid über dem Siliziumdioxid. Diese Struktur wird
allgemein Metallnitridoxid-Halbleiter (MNOS) Speichertransistor genannt. Die Hysteresis in einer Anordnung dieser Art hängt mit
der Existenz von Fängstellen (elektronischen Zuständen) an oder nahe bei der Grenzfläche zwischen Siliziumdioxid und Siliziumnitrid
zusammen. Die Schwellwertspannung des Feldeffekttransistors wird durch den Ladungszustand der Fangstellen beeinflußt.
Es gibt verschiedene mögliche Betriebsarten, durch welche die Fangstellen geladen und entladen werden können. Am häufigsten
erfolgt dieses mittels direkter Durchtunnelung zwischen den Fangstellen und dem Silizium, Fowler-Nordeim-Durentunnelung durch die
Sperrschicht aus Siliziumdioxid, Masseleitung in dem Siliziumnitrid, welche durch mehrere verschiedene Mechanismen bewirkt
werden kann und mittels direkter Trägerinjektion über die Schockley-Sperrschicht zwischen Silizium und Siliziumdioxid.
In allen Fällen existieren Fangstellen bei oder nahe der Grenzfläche
zwischen den Schichten aus Siliziumdioxid und Siliziumnitrid. Diese Fangstellen werden üblicherweise durch eine ausreichend
große Spannung geeigneter Polarität gegenüber der Steuerelektrode geladen und entladen, während Information aus der
Vorrichtung über die "source11 und "drain" Elektroden des Feldeffekttransistors
ausgelesen wird.
Die Hauptaufgabe dieser Erfindung ist es, daß eine einzelne, integrierte Vorrichtung zur Informationsspeicherung geschaffen
wird.
Ausgehend von einer Speichervorrichtung aus Metallnitridoxid mit Strahlungs-Ladungsübertragung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
gelöst durch ein Substrat aus Halbleitermaterial vom einen Leitfähigkeitstyp, wenigstens zwei Bereichen vom entgegengesetzten
Leitfähigkeitstyp, die neben dem Substrat und in Kontakt mit diesem ausgebildet sind, eine Einrichtung zur Bildung eines PN-überganges
mit dem Substrat und wenigstens eine Schicht aus dielektrischem Material, die sich zwischen der Einrichtung zur BiI-
509825/0923
dung eines PN-überganges und wenigstens einem der Bereiche von wenigstens einer Schicht aus Siliziumnitrid befindet* welche
diese oder jede Schicht aus dielektrischem Material bedeckt. Demgemäß wird . eine verbesserte Speichervorrichtung aus Metallnitridoxid-Halbleitermaterial
mit Strahlungserfassung und Ladungsübertragung geschaffen. Die Strahlung speichert eine
Ladungsmenge an einer Isolierfläche aus Nitridoxid, welche
proportional der Ladung ist, die durch einen PN-Übergang während derjenigen Zeit verteilt wird, in welcher dieser Halbleiterübergang
der Strahlung ausgesetzt ist. Die an der Nitridoxidgrenzfläche gespeicherte Ladung ändert die Schwellwertspannung der
MNÖS-Vorrichtung und ermöglicht es, daß ein Oberflächen-Inversionsschichtstrom
ausgelesen wird, der proportional zu dem durch die Strahlung induzierten Strom ist. Nach der Auslesung kann der
Strahlungs-Ladungsübertragungsspeicher durch eine an die Steuerelektrode angelegte Spannung auf den Dunkelstromwert zurückgestellt
und der Halbleiterübergang für die nächste Periode geladen werden.
Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung wird beispielsweise
anhand der Zeichnungen erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer typi
schen MNOS-Speichervorrichtung mit Strfchlungs-Ladungsübertragung gemäß
der Erfindung;
Fig. 2 ein Ersatzschaltbild der Vorrichtung
nach Fig. 1;
Fig. 3A, 3B und 3C Ladungen an der Nitridoxidgrenzfläche
und die Bildung einer Inversionsschicht unter veränderlichen Bedingungen;
Fig. 4 Spannungen an verschiedenen Punkten
in den Schaltungen der Fig. 1 und 2 und
509825/0923
Fig. 5 eine andere Ausführungsform gemäß der
Erfindung, welche derjenigen der Fig. ähnelt.
Wie sich insbesondere aus Fig. 1 und 2 ergibt, enthält die dargestellte
Vorrichtung ein Substrat 10 aus Silizium vom N-Leitfähigkeitstyp
mit P+ Bereichen 12, 14 und 16, die in dessen Oberfläche eindiffundiert sind. Eine Schicht 18 aus Siliziumdioxid
bedeckt die P+ Diffusionsbereiche 12 bis 16. über der Schicht aus Siliziumdioxid befindet sich eine Schicht 20 aus
Siliziumnitrid, öffnungen 22, 24 und 26 sind in den Oxidschichten
ausgebildet und können durch herkömmliche Ätztechnik hergestellt werden. Die öffnung 26 erstreckt sich insgesamt zu
dem P+ Diffusionsbereich 16, während die öffnungen 22 und 24 sich nur teilweise durch die Schicht 18 aus Siliziumdioxid erstrecken
und jeweils an der Unterseite Schichten 28 und 30 aus Siliziumnitrid aufweisen, über den Schichten 28 und 30 aus
Siliziumnitrid befinden sich metallische Elektroden 32 und 34, welche den größten Teil des durch die öffnungen 22 und 24 vorgesehenen
Raumes ausfüllen.
Fig. 1 ist aus Darstellungsgründen verzerrt. Typischerweise beträgt der Abstand zwischen der unteren Fläche der Schichten
und 30 aus Siliziumnitrid und der oberen Fläche des Substrates etwa 50 8, während die Schicht 18 aus Siliziumdioxid typischerweise
eine Dicke von etwa 10 000 Ä aufweist. Die Schicht 20 aus Siliziumnitrid hat eine Dicke von etwa 1000 8. Die Diffusionsbereiche 12 und 14 bilden zusammen mit der Schicht 28 aus Siliziumnitrid
einen ersten Transistor, welcher als MNOS-Speichervorrichtung
arbeitet und in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 36 versehen ist. Die Diffusionsbereiche 14 und 16 bilden mit der
Schicht 30 aus Siliziumnitrid einen zweiten Transistor, welcher als MNOS-Zugriffsschalter dient und mit dem Bezugszeichen 38 in
Fig. 2 versehen ist. Der P+ Diffusionsbereich 12 bildet einen PN-Übergang mit dem Substrat 10 und ist in Fig. 2 als Diode 40
dargestellt. Mit dem Substrat und den Steuerelektroden 32 und
509825/0923
der Vorrichtungen 36 und 38 ist ein geeigneter Pulsgenerator
verbunden, um die erforderlichen Vorspannungs- und Steuerspannungen zu erzeugen, über die Metallisierungsschicht 25 ist
mit dem P+ Diffusionsbereich 16 des Transistorschalters 38 ein Strommeßfühler 35 verbunden. Vorzugsweise ist der Strommeßfühler
35 mit dem Zugriffsschalter 38 durch eine Abfühlleitung
verbunden, welche ebenfalls mit anderen MNOS Speichervorrichtungen,
ähnlich wie in Fig. 1, verbunden sein kann, wie am Beispiel des
Transistors 38' gezeigt ist. Der Meßfühler 35 kann naturgemäß ein beliebiger Typ einer Abfühl- oder Ausleseeinrichtung sein.
Die Abfühlleitung 37 kann mit einer Spannungsquelle durch eine geeignete Einrichtung verbunden sein, die als externer Transistorschalter
44 dargestellt ist,
Die an der Ni tridoxidgrenz.f lache gespeicherten Ladungen unter den
Metallisationsschichten 32 und 34 sind unter veränderlichen Bedingungen
in Fig. 3A bis 3C dargestellt. In Fig. 3A sind die Bedingungen für den Fall dargestellt, daß eine positive Vorspannung
an die Isolationsschicht aus Siliziumdioxid angelegt ist, da£" Substrat auf einem negativen Potential liegt und an der
Steuerelektrode Null V anliegen. Unter diesen Umständen hängt die an der Grenzfläche aus Nitridoxid gespeicherte Ladung O^ bei einer
positiven Vorspannung nur von der angelegten Spannung ab, die an
der gesamten Isolationsschicht der Steuerelektrode erscheint. Bei negativen Spannungen an der Steuerelektrode wird eine Inversionsschicht
gemäß Fig. 3B gebildet, welche mit dem die Strahlung erfassenden
Diffusionsübergang 40 verbunden wird, (d.h. mit dem
durch den Bereich 12 und das Substrat 10 gebildeten PN Übergang).
Im Dunkelζustand, d.h. ohne Strahlung, gemäß Fig. 3B ist der
Strom durch die drei Stromerzeuger J , J und J., welche die Stromdichten in der Nitridschicht, der Oxidschicht und dem Halbleiterübergang
darstellen, sehr klein, da der im Dunkelzustand entstehende Strom klein ist und an den Isolatoren" nur eine sehr
kleine Spannung anl'egt. In der Gegenwart von Strahlung wird der übergang durch den strahlungsempfindlichen Stromerzeuger (Fig. 3C)
entladen, und es muß ein äquivalenter Strom durch die Isolatoren
"509 82 5/0 92 3
fließen. Die Menge der zu der Grenzfläche aus Oxidnitrid übertragenen
und an dieser gespeicherten Ladung ist dann eine Funktion des durch Strahlung erzeugten Stromes, der über die
Strahlungsperiode integriert ist. Da die Schwellwertspannung des Nitridoxidtransistors 36 linear auf die an der Grenzfläche aus
Nitridoxid gespeicherte Ladung bezogen ist, wird eine zerstörungsfreie
Auslesung der gespeicherten Ladung ermöglicht.
Eine vereinfachte Bemessungsgleichung für die Anordnung lautet
Diese Gleichung beruht auf der Annahme, daß eine vernachlässigbare
Ladung an der Halbleiteroxidgrenzfläche während derjenigen Zeit gespeichert ist, in welcher der übergang belichtet und der
Speieherimpuls angelegt ist. Die an der Grenzfläche aus Nitridoxid
gespeicherte Ladung beträgt:
es bedeutet:
j. = f (Erzeugungsrate S, A-);
ClEox2 ex* - C2/Eox?
Jn " f(VA+VFB-V Xox' V Γ οχ' £n>
C3En exP C4En 1/2 .
Die Ausdrücke sind folgendermaßen definiert:
509825/0923
Q = an der Grenzfläche aus Nitridoxid pro Flächeneinheit
gespeicherte Ladung;
J. = Stromdichte am Halbleiterübergang; J = Oxidstromdichte;
J = Nitridstromdichte;
η
η
V. = Spannung an der Steuerelektrode;
V_B =» Spannung über flachen Bandbereich - x n/£n °Ί'
V. = Spannung am Halbleiterübergang;
X β Dicke der Oxidschicht;
X = Dicke der Nitridschicht; η
= die Elektrizitätskonstante der Oxidschicht; = die Elektrizitatskonstante der Nitridschicht;
* Fläche der Steuerelektrode der Nitridoxidspeichervorrichtung;
= Obergangsbereich des lichtempfindlichen Halbleiterübergangs;
Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit; elektrisches Feld an der Oxidschicht;
elektrisches Feld der Nitridschicht;
empirisch abgeleitete Konstanten. 5098 2 5/09 23
Die Anordnung hat ein Verhältnis von gespeicherter Ladung (Q,)
zur Verstärkung (CU), d.h. Ladung pro Fläche von:
Vqg - Vaj
Dieser Ausdruck ist proportional dem Verhältnis des die Strahlung abfühlenden Übergangsbereichs zu dem Nitridoxidsteuerelektrodenbereich.
Ein gespeicherter Ladungsbereich kann leicht über eine Zehnerpotenz als Verschiebung der Schwellwertspannung von
10 V erfaßt werden. Wenn beispielsweise eine Ladungsdichte von
11 2
10 /cm gespeichert ist, ergäbe sich eine Verschiebung V_ von 1 V in der Schwellwertspannung der Anordnung 36. Bei einer
10 /cm gespeichert ist, ergäbe sich eine Verschiebung V_ von 1 V in der Schwellwertspannung der Anordnung 36. Bei einer
12 2
Ladungsdichte von 10 /cm ergäbe sich eine Schwellwertverschiebung
von 10 V. Die Anordnung arbeitet einwandfrei, wenn die
Gleichgewichtsbedingungen gestört sind. Sie muß periodisch auf den Dunkelstromzustand zurückgestellt werden, um die Wirkungen
der normalen Übergangsleckströme minimal zu machen, welche über einen längeren Zeitraum hinweg eine Entladung gegenüber den voreingestellten
Werten bewirken würden.
Fig. 4 dient zur Erläuterung des Betriebs der Speichervorrichtung gemäß Fig. 1. Die Vorrichtung wird zum Zeitpunkt t, durch
Änderung der Spannung V des Substrates 10 von Null auf -30 V
SS
zurückgestellt, und die Spannungen VQ und V, der Vorrichtungen
36 bzw. 38 sind Null. Es ergeben sich dann die Bedingungen gemäß Fig. 3A, d.h. der Übergang 40 ist in Durchlaßrichtung mit
einer Spannung Vj von -30 V vorgespannt / und die Vorrichtung ist
beispielsweise innerhalb einer Zeitspanne zurückgestellt, die in der Größenordnung von eins bis zehn jus liegt.
Im Zeitpunkt t2 befindet sich die Vorrichtung somit in dem Zustand,
daß sie die Strahlung abfühlt und die entsprechende Ladung in der vorbeschriebenen Weise speichert. Hierzu wird die an dem
Substrat anliegende Spannung V__ auf Null zurückgestellt und
SS
eine Spannung VQ von -30 V an die Steuerelektrode 32 der Vorrichtung
36 angelegt. Falls der Übergang unbeleuchtet ist,
509825/0923
d.h. wenn keine abzufühlende Strahlung vorhanden ist, ergeben
sich die Bedingungen gemäß Fig. 3B, und die Spannung Vj am
gang bleibt bei -30 V. Falls der übergang jedoch einer Strahlung
ausgesetzt ist, ergeben sich die Bedingungen gemäß Fig. 3C, und
der Halbleiterübergang entlädt sich auf Massepotential und die Spannung V, nimmt exponentiell bis auf Null V ab. Die entsprechende
positive Ladung wird gleichzeitig an der Nitridoxidgrenzfläche der Vorrichtung 36 in der vorbeschriebenen Weise gespeichert.
Diese Ladung ist proportional dem über die gleiche Zeitspanne integrierten Entladestrom, wobei diese Zeitspanne beispielsweise
1 fus bis 1 s betragen kann.
Es können lange Integrationszeiten erreicht werden, indem der abfühlende Halbleiterübergang 40 wieder aufgeladen wird, ohne
die Vorrichtung zurückzustellen. Dieses kann im Zeitpunkt t., erfolgen,
indem eine Steuerelektrodenspannung V- von -30 V an die
Vorrichtung 38 und eine Lese/Rückspeicherungsspannung VR an die
externe-Schalteinrichtung 44 angelegt wird. Diese Vorrichtungen
werden daher leitend und arbeiten als Schalter, welche den Halblei te rübe rgang 40 über die Abfühileitung 37 mit einer Spannungsquelle von -30 V verbinden. Der Halbleiterübergang wird wieder
auf eine Spannung Vj von -30 V in einer Zeitspanne aufgeladen,
die in der Größenordnung von 1 |is liegen kann.
Im Zeitpunkt t* erscheint die AusIesespannung auf der Abfühileitung
37 und kann durch den Strommeßfühler 35 oder eine "... andere Ausleseeinrichtung abgeführt werden. Wie vorher erläutert
wurde, ist die Schweilwertspannung VT der Anordnung 36 proportional
zu der gespeicherten Ladung. Die Auslesespannung auf der
Leitung 37 ist gleich der Differenz zwischen der Steuerelektrodenspannung
und der Schwellwertspannung (Vq -.V_,):. und stellt
daher ein direktes Maß für die gespeicherte Ladung und für den
durch den Halbleiterübergang 40 abgefühlten Strahiungspegel dar. Die Ausleseperiode kann ebenfalls in der Größenordnung von
1 jfis liegen, wonach die Vorrichtung für eine andere Periode.wie
zum Zeitpunkt t-. zurückgestellt werden kann.
509825/0923 .
In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei welcher die Fig. 1 entsprechenden Elemente mit
gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Fall gelangt die Strahlung jedoch durch eine transparente Elektrode 50, die vorzugsweise aus einem Material wie Zinnoxid oder anderem transparenten Leitermaterial besteht. Die Elektrode 50 ist mit einer Ladungsklemme 51 verbunden, die bei negativer Ladung einen
Licht abfühlenden übergang 52 bildet. Der Betrieb dieser Vorrichtung gleicht im wesentlichen demjenigen, wie er vorstehend beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß der Licht abfühlende
übergang durch ein Feld induziert ist und nicht durch einen
diffundierten Bereich in dem Substrat gebildet wird.
gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Fall gelangt die Strahlung jedoch durch eine transparente Elektrode 50, die vorzugsweise aus einem Material wie Zinnoxid oder anderem transparenten Leitermaterial besteht. Die Elektrode 50 ist mit einer Ladungsklemme 51 verbunden, die bei negativer Ladung einen
Licht abfühlenden übergang 52 bildet. Der Betrieb dieser Vorrichtung gleicht im wesentlichen demjenigen, wie er vorstehend beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß der Licht abfühlende
übergang durch ein Feld induziert ist und nicht durch einen
diffundierten Bereich in dem Substrat gebildet wird.
Es versteht sich, daß der Schutzumfang der Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen begrenzt ist.
50 9825/0923
Claims (8)
- Speichervorrichtung aus Metallnitridoxid mit Strahlungs-Ladungsübertragung, gekennzeichnet durch ein Substrat (10) aus Halbleitermaterial vom einen Leitfähigkeitstyp, wenigstens zwei Bereiche (12, 14, 16) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, die neben dem Substrat und im Kontakt mit diesem ausgebildet sind, eine Einrichtung (12) zur Bildung eines PN-Überganges mit dem Substrat und wenigstens eine Schicht (18) aus dielektrischem Material, die sich zwischen der Einrichtung zur Bildung eines PN-überganges und wenigstens einem der Bereiche von wenigstens einer Schicht aus Siliziumnitrid (20) befindet, welche diese oder jede Schicht aus dielektrischem Material bedeckt.
- 2. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung eines PN-Überganges einen Bereich (12) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp (P+) in dem Substrat (10) ausbildet.
- 3. Speichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Bildung eines PN-Überganges eine Einrichtung mit einer transparenten Elektrode (50) aufweist, die sich über dem Bereich 20 aus Siliziumnitrid befindet und einen feldinduzierten Lichtabfühlübergang in dem Substrat bildet.
- 4. Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schicht aus dielektrischem Material Siliziumdioxid aufweist.
- 5. Speichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung zur übertragung der an dem PN-Übergang erzeugten Ladung eine MNOS Schalteinrichtung (38, 38') aufweist,509825/0923die aus einem der beiden Bereiche und wenigstens einer oder jeder Schicht aus darüber befindlichem dielektrischen Material gebildet ist.
- 6. Speichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis zur übertragung der an dem PN-Übergang erzeugten Ladung durch wenigstens eine oder jede dielektrische Schicht zu deren Grenzfläche mit der Schicht aus Siliziumnitrid zu Speicherzwecken vorgesehen ist.
- 7. Speichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Schaltkreis ein Ausgangssignal erzeugt, welches proportional der gespeicherten Ladung ist.
- 8. Speichervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Metallisationsschichten (25) jede der Schichten aus Siliziumnitrid bedecken und eine Metallisationsschicht sich im Kontakt mit einem der beiden Bereiche mit entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp befindet und ein Impulsgenerator mit dem Substrat (10) und den Metallisationsschichten verbanden ist.509825/0923/te.L e e r s e i t e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US424530A US3877058A (en) | 1973-12-13 | 1973-12-13 | Radiation charge transfer memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2455798A1 true DE2455798A1 (de) | 1975-06-19 |
Family
ID=23682948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742455798 Withdrawn DE2455798A1 (de) | 1973-12-13 | 1974-11-26 | Speichervorrichtung mit strahlungs- ladungsuebertragung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3877058A (de) |
JP (1) | JPS5240198B2 (de) |
DE (1) | DE2455798A1 (de) |
FR (1) | FR2254856A1 (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4037243A (en) * | 1974-07-01 | 1977-07-19 | Motorola, Inc. | Semi conductor memory cell utilizing sensing of variations in PN junction current conrolled by stored data |
JPS598072B2 (ja) * | 1974-10-18 | 1984-02-22 | 日本電気株式会社 | 絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタ回路 |
US3987474A (en) * | 1975-01-23 | 1976-10-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Non-volatile charge storage elements and an information storage apparatus employing such elements |
US4041519A (en) * | 1975-02-10 | 1977-08-09 | Melen Roger D | Low transient effect switching device and method |
US3979613A (en) * | 1975-06-18 | 1976-09-07 | Sperry Rand Corporation | Multi-terminal controlled-inversion semiconductor devices |
US4019199A (en) * | 1975-12-22 | 1977-04-19 | International Business Machines Corporation | Highly sensitive charge-coupled photodetector including an electrically isolated reversed biased diffusion region for eliminating an inversion layer |
US4131488A (en) * | 1975-12-31 | 1978-12-26 | Motorola, Inc. | Method of semiconductor solar energy device fabrication |
US4070689A (en) * | 1975-12-31 | 1978-01-24 | Motorola Inc. | Semiconductor solar energy device |
JPS5323224A (en) * | 1976-08-16 | 1978-03-03 | Hitachi Ltd | Solid pickup unit |
US4139858A (en) * | 1977-12-12 | 1979-02-13 | Rca Corporation | Solar cell with a gallium nitride electrode |
US4237472A (en) * | 1979-03-12 | 1980-12-02 | Rca Corporation | High performance electrically alterable read only memory (EAROM) |
JPS6044867B2 (ja) * | 1980-04-17 | 1985-10-05 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
EP0289642B1 (de) * | 1987-05-08 | 1991-12-04 | International Business Machines Corporation | Löschbare elektrooptische Speicherplatte |
US7692134B2 (en) * | 2008-03-24 | 2010-04-06 | Omnivision Technologies, Inc. | Variable transfer gate oxide thickness for image sensor |
MY174333A (en) * | 2015-10-14 | 2020-04-08 | Hoon Kim | Image sensor with solar cell function |
JP7140495B2 (ja) | 2017-12-28 | 2022-09-21 | 株式会社ミツトヨ | スケールおよびその製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3657614A (en) * | 1970-06-15 | 1972-04-18 | Westinghouse Electric Corp | Mis array utilizing field induced junctions |
US3702465A (en) * | 1971-08-04 | 1972-11-07 | Westinghouse Electric Corp | Electro-optic mass memory |
US3795806A (en) * | 1973-03-02 | 1974-03-05 | Gen Electric | Method and apparatus for sensing radiation and providing electrical readout |
-
1973
- 1973-12-13 US US424530A patent/US3877058A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-11-26 DE DE19742455798 patent/DE2455798A1/de not_active Withdrawn
- 1974-12-11 JP JP14164774A patent/JPS5240198B2/ja not_active Expired
- 1974-12-13 FR FR7441160A patent/FR2254856A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3877058A (en) | 1975-04-08 |
JPS5093084A (de) | 1975-07-24 |
FR2254856A1 (de) | 1975-07-11 |
JPS5240198B2 (de) | 1977-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2409472C3 (de) | Elektrisch löschbares Halbleiterspeicherelement mit einem Doppelgate-Isolierschicht-FET | |
DE2455798A1 (de) | Speichervorrichtung mit strahlungs- ladungsuebertragung | |
DE2600337C2 (de) | Halbleiterspeicheranordnung | |
DE2745290A1 (de) | Integriertes speicherfeld | |
DE2736878C2 (de) | Photoelektrisches Element fpr eine monolithische Bildaufnahmeeinrichtung | |
DE3413829C2 (de) | ||
DE19651247C2 (de) | Eingabe/Ausgabeschutzschaltung | |
DE3203516A1 (de) | Nicht fluechtige, elektrisch umprogrammierbare floating-gate-speicheranordnung | |
DE2107022C3 (de) | ||
DE2657643A1 (de) | Halbleiteranordnung fuer ein speicherelement | |
DE2745046B2 (de) | Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung | |
DE2553203A1 (de) | Festkoerper-bildabtaster mit zerstoerungsfreiem, wahlfreiem zugriff | |
DE3345239C2 (de) | ||
DE1803035B2 (de) | Permanentspeicherzelle | |
DE2624157A1 (de) | Halbleiterspeicher | |
DE2358672A1 (de) | Halbleiter-anordnung zur abbildung eines bestimmten gebietes und verfahren zur herstellung einer solchen anordnung | |
DE2707843B2 (de) | Schutzschaltungsanordnung für einen Feldeffekttransistor | |
DE2736734A1 (de) | Schaltung mit photoempfindlicher anordnung | |
DE19548060A1 (de) | Durch Feldeffekt steuerbares Leistungs-Halbleiterbauelement mit Temperatursensor | |
DE1930748A1 (de) | Optisch-elektrischer Bildumsetzer | |
DE2432352C3 (de) | MNOS-Halbleiterspeicherelement | |
DE2235465C3 (de) | Feldeffekttransistor-Speicherelement | |
DE2727147A1 (de) | Halbleiterspeicher | |
DE3244488A1 (de) | Elektrisch programmierbarer permanenter speicher | |
DE2201028B2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Feldeffekttransistors und Feldeffekttransistor zur Ausübung dieses Verfahrens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |