DE3131436A1 - "VENTILATED MEMORY ELEMENT (RAM) WITH DIRECT ACCESS" - Google Patents

"VENTILATED MEMORY ELEMENT (RAM) WITH DIRECT ACCESS"

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DE3131436A1
DE3131436A1 DE19813131436 DE3131436A DE3131436A1 DE 3131436 A1 DE3131436 A1 DE 3131436A1 DE 19813131436 DE19813131436 DE 19813131436 DE 3131436 A DE3131436 A DE 3131436A DE 3131436 A1 DE3131436 A1 DE 3131436A1
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diffused
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Phillip Plymouth Devon Rutter
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    • G11C16/0466Erasable 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]
    • HELECTRICITY
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Description

Nichtflüchtiges Speicherelement (RAM) mit direktem ZugriffNon-volatile memory element (RAM) with direct access

In der GB-Patentanmeldung Nr. 8009223 ist ein Halbleiter-Speicherelement mit relativ hoher Packungsdichte beschrieben, bei dem eine relativ einfache,' nicht epitaktische Technologie mit Isolierung angewendet ist.GB Patent Application No. 8009223 discloses a semiconductor memory element described with a relatively high packing density, in which a relatively simple, 'non-epitaxial technology with insulation applied.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines nichtflüchtigen Speicherelements (RAM) mit direktem Zugriff, bei dem das Halbleiter-Speicherelement aus der oben genannten Patentanmeldung Anwendung findet.The object of the invention is to create a non-volatile one Memory element (RAM) with direct access in which the semiconductor memory element from the above-mentioned patent application applies.

Das durch die Erfindung geschaffene Speicherelement (RAM) für direkten Zugriff ist gekennzeichnet durch ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähxgkextstyps, mit einem ersten sowie einem zweiten diffundierten Bereich, deren Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist; eine erste Elektrode, die über einem
Oberflächenteil des Substrates sowie des ersten diffundierten Bereiches liegt; eine zweite Elektrode, die über einem Teil
des Substrates angrenzend an die erste Elektrode liegt; eine dritte Elektrode, die an die zweite Elektrode angrenzt und
über einem Teil des Subtrates sowie des zweiten diffundierten
The direct access memory element (RAM) provided by the invention is characterized by a semiconductor substrate of a first conductivity type, with a first and a second diffused region, the conductivity type of which is opposite; a first electrode over a
Surface part of the substrate as well as the first diffused area lies; a second electrode covering one part
the substrate is adjacent to the first electrode; a third electrode adjoining the second electrode and
diffused over part of the substrate and the second

;: ;-:-;; ,.; 313U36 5;:; -: - ;; ,.; 313U36 5

-γ--γ-

Bereiches liegt; eine dielektrische Ladungsfangschicht/ die über einem Oberflächenteil des zweiten diffundierten Bereiches sowie des Substrates liegt; eine Gateelektrode, die über der dieelektrischen Ladungsfangschicht liegt; wobei der zweite diffundierte Bereich eine solche Oberflächendotierungskonzentration aufweist, daß der Oberflächenteil des zweiten diffundierten Bereiches, der unter der dielektrischen Ladungsfangschicht liegt, seinen Leitfähigkeitstyp wechselt, wenn eine vorbestimmte Ladungsmenge geeigneter Polarität in der dielektrischen Ladungsfangschicht eingefangen ist, und die Ladungskonzentration entgegengesetzter Polarität/ die von dem Bereich angezogen wird, der seinen Leitfähigkeitstyp gewechselt hat, an den Zustand der Entartung angenähert ist.Area lies; a charge trapping dielectric layer / the over a surface portion of the second diffused area as well as the substrate; a gate electrode overlying the charge trapping electrical layer; whereby the second diffused region has such a surface doping concentration comprises that the surface part of the second diffused region, which is below the dielectric Charge trapping layer, changes its conductivity type, when a predetermined amount of charge of suitable polarity in of the charge trapping dielectric layer, and the charge concentration of opposite polarity / that of is attracted to the area that changes its conductivity type has approximated the state of degeneration.

Bei einer besonderen Ausführungsform ist d~ie Oberflächendotierungskonzentration des zweiten diffundierten Bereiches mehr als 1O18 cm"3.In a particular embodiment, the surface doping concentration of the second diffused region is more than 10 18 cm -3 .

Die erste, zweite und dritte Elektrode können jeweils unter Zwischenfügung einer dielektrischen Zwischenschicht überlagert sein, die aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid gebildet sein kann.The first, second and third electrodes can each be superimposed with the interposition of a dielectric intermediate layer be those made of silicon oxide, silicon nitride, or aluminum oxide can be formed.

Die dielektrische Ladungsfangschicht kann jeweils einem Oberflächenteil unter Zwischenfügung einer dielektrischen Zwischenschicht überlagert sein, die aus Siliziumoxid sein kann.The charge trapping dielectric layer may each have a surface part with the interposition of a dielectric intermediate layer be overlaid, which can be made of silicon oxide.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Elektrode elektrisch isoliert von einem Teil jeweils der ersten und der dritten Elektrode, über denen sie liegt.In a further embodiment, the second electrode is electrically insulated from a part of each of the first and second electrodes the third electrode over which it lies.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Isolierung durch Siliziumoxidschichten hergestellt.In a further embodiment, the electrical insulation is produced by silicon oxide layers.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die erste, zweite, dritte und vierte Gateelektrode aus Polysilizium gebildet.According to a further feature of the invention, the first, second, third and fourth gate electrodes made of polysilicon educated.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In the drawing show:

Fig. 1a und 1b zwei verschiedene Ausführungsformen eines p-Kanal-Halbleiter-Speicherelementes, welches eines Bestandteil eines Speicherelementes (RAM-Element) mit direktem Zugriff der Erfindung bildet;1a and 1b two different embodiments of a p-channel semiconductor memory element, which is a Part of a memory element (RAM element) forms with direct access of the invention;

Fig. 2 die Ladungsstruktur des Speicherelements nach Fig. 1 am Ende des Herstellungsverfahrens;FIG. 2 shows the charge structure of the storage element according to FIG. 1 at the end of the manufacturing process;

Fig. 3 die eingeschriebene Ladungsstruktur des Speicherelements nach Fig. 1;3 shows the written charge structure of the storage element according to Fig. 1;

Fig. 4 ein den Verlauf der Bänder darstellendes Diagramm bei der Struktur nach Fig. 3 nach dem Einschreiben;FIG. 4 is a diagram showing the course of the bands in the structure according to FIG. 3 after writing; FIG.

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Verlaufs des Tunnelr stromes während des Auslesens bei einem Speicherelement nach Fig. 3, in das eingeschrieben worden ist;Fig. 5 is a schematic representation of the course of the tunnel current during readout in a memory element according to FIG. 3, which has been written into;

Fig. 6a und 6b zwei verschiedene Ausführungsformen zum Löschen des Speicherinhalts eines Speicherelements;6a and 6b show two different embodiments for erasing the memory content of a memory element;

Fig. 7 die Strom-Spannungs-Charakteristik des Speicherelements nach Fig. 1 in verschiedenen Zuständen;7 shows the current-voltage characteristics of the memory element according to FIG. 1 in different states;

Fig. 8 die Strom-Spannungs-Charakteristik für eine n-Kanal-Ausführung des Speicherelements nach Fig. 1;8 shows the current-voltage characteristic for an n-channel version of the memory element according to FIG. 1;

Fig. 9 die zeitliche Änderung der Charakteristik nach Fig. 8;9 shows the change in the characteristic over time Fig. 8;

Fig. 10 ein herkömmliches Speicherelement für direkten Zugriff; undFig. 10 shows a conventional direct access memory element; and

Figo 11 ein Speicherelement für direkten Zugriff gemäß der Erfindung,FIG o 11 a storage element for direct access in accordance with the invention,

In Fig. la ist eine p-Kanal-Ausführungsform eines Halbleiter-Speicherelements nach der Erfindung gezeigt, mit einem N-SiIizium-Halbleitersubstrat, das allgemein mit 1 bezeichnet ist und eine Oberfläche 2 aufweist, in die ein P-Bereich 3 eindiffundiert ist. Der diffundierte Bereich 3 weist einen Begrenzungsrand 4 auf, der sich zur Oberfläche 2 des SubstratesIn Fig. La is a p-channel embodiment of a semiconductor memory element shown according to the invention, with an N-silicon semiconductor substrate, which is generally designated 1 and has a surface 2 into which a P-region 3 diffuses is. The diffused area 3 has a delimiting edge 4 which extends towards the surface 2 of the substrate

1 hin erstreckt.1 extends out.

Eine dünne Schicht 5 aus Siliziumdioxid ist auf der OberflächeA thin layer 5 of silicon dioxide is on the surface

2 so gebildet, daß sie über einem Teil der Oberfläche 2 des Substrates 1 und einem Oberflächenteil des diffundierten Bereiches 3 liegt. Das Oxid überquert daher den Begrenzungsbereich 4 zwischen den diffundierten Bereichen 3 und dem übrigen Teil des Substrats 1. Eine Schicht aus Siliziumnitrid, bei dem es sich um ein dielektrisches Ladungsfangmaterial handelt, ist auf der Oxidschicht 5 gebildet und daher ebenfalls Oberflächenteilen sowohl des diffundierten P-Bereiches als auch des Substrates 1 vom N-Leitungstyp überlagert. Die verbleibenden Oberflächenteile des diffundierten P-Bereiches2 formed so as to be over a part of the surface 2 of the substrate 1 and a surface part of the diffused area 3 lies. The oxide therefore crosses the delimitation area 4 between the diffused areas 3 and the rest Part of the substrate 1. A layer of silicon nitride which is a charge trapping dielectric material is formed on the oxide layer 5 and therefore also surface parts of both the diffused P-region and the substrate 1 of the N conductivity type are superimposed. The remaining surface parts of the diffused P-area

3 und des Substrates 1 vom N-Typ sind durch eine dicke Siliziumoxidschicht 7 geschützt.3 and the N-type substrate 1 are covered by a thick silicon oxide layer 7 protected.

Der elektrische Kontakt mit der Siliziumnitridschicht 6 ist durch eine Kontaktschicht 8 aus Aluminium hergestellt, die sich ferner teilweise über die dicke Oxidschicht 7 erstreckt. Der diffundierte Bereich 3, die Oxidschicht 5 und die Nitrid-The electrical contact with the silicon nitride layer 6 is made by a contact layer 8 made of aluminum, the furthermore extends partially over the thick oxide layer 7. The diffused area 3, the oxide layer 5 and the nitride

- <y- <y

schicht 6 sowie die Aluminiuraschicht 8 sind mittels wohlbekannter Herstellungsverfahren aus der Halbleitertechnik gebildet, einschließlich fotolitografische Maskier- und Ätzverfahren .Layer 6 as well as the aluminum layer 8 are well known by means of Manufacturing processes formed from semiconductor technology, including photolithographic masking and etching processes .

Beim Betrieb des Halbleiterelementes kann eine negative Spannung an die Aluminiumschicht 8 bzw. das daraus gebildete Gate gegenüber dem diffundierten Bereich 3 angelegt werdenr wobei ein geeigneter Spannungswert in der Größenordnung von 4O V liegt. Durch Anlegen dieses negativen Potentials an das Gate 8 wird eine beträchtliche positive Ladungsmenge an Ladungsfangstellen in der dielektrischen Siliziumnitridschicht eingefangen. Diese Wirkung ist ähnlich wie bei bekannten MNOS-Transistor-Speicherelementen; bei dem erfindungsgemäßen Speicherelement hat jedoch der diffundierte Bereich 3 eine solche Oberflächendotierungskonzentration, daß diese in der Nitridschicht 6 eingefangene Ladung eine so große Anzahl von Ladungsträgern positiver Polarität in der Oberfläche des diffundierten P-Bereiches 3 festsetzt, daß dieser Oberflächenbereich in den N-Leitfähigkeitstyp umschlägt und ein PN-Übergang an der Oberfläche des diffundierten Bereiches 3 gebildet wird. R In the operation of the semiconductor element may be a negative voltage to the aluminum layer 8 and the gate formed therefrom over the diffused region 3 applied with a suitable voltage value is on the order of 4O V. By applying this negative potential to the gate 8, a considerable amount of positive charge is trapped at charge trapping sites in the silicon nitride dielectric layer. This effect is similar to that of known MNOS transistor memory elements; In the memory element according to the invention, however, the diffused region 3 has such a surface doping concentration that this charge trapped in the nitride layer 6 fixes such a large number of charge carriers of positive polarity in the surface of the diffused P region 3 that this surface region changes to the N conductivity type and a PN junction is formed on the surface of the diffused region 3.

Um dieses Umschlagen herbeizuführen, muß die Dotierungskonzentration an der Oberfläche des diffundierten Bereiches derart sein, daß die Konzentration der angezogenen Ladungen eine Annäherung an den Entartungszustand bewirkt. Um diese Wirkung herbeizuführen, ist eine Dotierungskonzentration vonIn order to bring about this reversal, the doping concentration must at the surface of the diffused area be such that the concentration of the attracted charges brings about an approach to the state of degeneration. Around To bring about effect is a doping concentration of

1 81 8

mehr als 10 Ladungsträgern pro Kubikzentimeter erforderlich. In diesem Zustand wird das Speicherelement als ein solches bezeichnet, i.n das eingeschrieben wurde, und dieser Zustand wird nach Entfernung der anfangs angelegten negativen Spannung an der Gateelektrode 8 beibehalten, weil die Ladungen in der Nitridschicht 6 eingefangen sind.more than 10 load carriers per cubic centimeter required. In this state, the memory element is used as such referred to i.n that was inscribed, and this state is retained after removal of the initially applied negative voltage at the gate electrode 8, because the charges in the Nitride layer 6 are captured.

313H36313H36

In Fig. 1b, in der entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1a bezeichnet sind, besteht der einzige wesentliche Unterschied darin, daß der diffundierte Bereich 3 nun ringförmig ausgebildet ist, wobei die Siliziumnitridschicht 6 so ausgebildet ist, daß sie in der Mitte des Ringes über der Oberfläche 2 liegt und sich so weit erstreckt, daß sie die Oberfläche des diffundierten P-Bereiches 3 überlappt. In Fig. 1b, in which corresponding elements are denoted by the same reference numerals as in Fig. 1a, there is The only significant difference is that the diffused area 3 is now annular, the silicon nitride layer 6 is formed so that it is in the middle of the Ring is above the surface 2 and extends so far that it overlaps the surface of the diffused P-region 3.

Es wird nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, welche die Ladungsstrukturen des Speicherelementes am Ende des Herstellungsverfahrens im Zustand vor dem Einschreiben bzw. nach dem Einschreiben zeigen.Reference is now made to FIGS. 2 and 3, which show the Charge structures of the storage element at the end of the manufacturing process show in the state before or after registered mail.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält die fertiggestellte Anordnung eine geringe Menge einer eingefangenen positiven Ladung 9 innerhalb der Siliziumnitridschicht 6, die jedoch nicht ausreicht, um einen Umschlag der Oberfläche des diffundierten P-Bereiches 3 hervorzurufen. Die körperliche Grenzfläche des diffundierten Bereiches im Inneren des Substrates 1 1st mit 4 bezeichnet; auf jeder Seite dieser Grenzfläche erstreckt sich ein Verarmungstyp-Bereich, dessen Rand in dem diffundierten Bereich mit einer gestrichelten Linie 10 bezeichnet ist. Der Rand des Verarmungstyp-Bereiches in dem Substat 1 ist durch eine ausgezogene Linie 11 angegeben. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Oberflächenbreite 12 des Verarmungstyp-Bereiches dort, wo die Grenzfläche 11 des Verarmungstyp-Bereiches sich an die Oberfläche 2 des Substrates 1 annähert, verjüngt.As shown in Fig. 2, the completed assembly includes a small amount of a trapped positive charge 9 within the silicon nitride layer 6, which however is insufficient, around an envelope of the surface of the diffused P-region 3 evoke. The physical interface of the diffused area in the interior of the substrate 1 is denoted by 4; on either side of this interface extends a depletion type region, the edge of which is in the diffused Area is denoted by a dashed line 10. The edge of the depletion type area in Substat 1 is through a solid line 11 is indicated. As from the drawing As can be seen, the surface width is 12 of the depletion type area where the interface 11 of the depletion type region approaches the surface 2 of the substrate 1, rejuvenates.

In Fig. 3 befindet sich das Speicherelement im Zustand nach dem Einschreiben, wobei eine große Menge eingefangener positiver Ladungen sich im Inneren der dielektrischen Siliziumnitridschicht 6 befindet. Wie zuvor angegeben wurde, reicht diese eingefangene Ladung im Hinblick auf die Oberflächen-In Fig. 3, the memory element is in the state after writing, with a large amount of trapped positive charges inside the silicon nitride dielectric layer 6. As previously stated, this is enough this trapped charge in terms of surface

dotierungskonzentration innerhalb des diffundierten Bereiches 3 aus, um eine Inversionsschicht 13 vom N-Typ an der Oberfläche des diffundierten P-Bereiches 3 zu erzeugen. Dieser invertierte Bereich 13 bildet eine PN-Diode mit dem diffundierten P-Substrat 3, und ein weiterer Verarmungstyp-Bereich mit einer Grenzfläche 14 ist an diesem PN-Übergang gebildet.doping concentration within the diffused region 3 to form an N-type inversion layer 13 the surface of the diffused P-region 3 to generate. This inverted region 13 forms a PN diode with the P diffused substrate 3, and another depletion type region with an interface 14 is formed at this PN junction.

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, die ein Bänderdiagramm für die PN-Diode zeigt, die bei einem Speicherelement nach dem Einschreiben durch den diffundierten Bereich und den Oberflächen-Inversionsbereich 13 gebildet ist.Reference is now made to Figure 4 which is a band diagram shows for the PN diode, which in a memory element after writing through the diffused area and the Surface inversion region 13 is formed.

Das Band 15 stellt das Donatorband für den diffundierten P-Bereich 3 dar, während das Band 16 das Donatorband für den invertierten Bereich 13 darstellt.. Das Band 17 stellt das Akzeptorband für den diffundierten Bereich 3 dar, während das Band 18 das Akzeptorband für den invertierten Bereich 13 darstellt.The band 15 represents the donor band for the diffused P-region 3, while the belt 16 represents the donor belt for the inverted region 13. The belt 17 represents the acceptor belt for the diffused area 3, while the band 18 represents the acceptor band for the inverted area 13.

Unter den Bedingungen einer geringen Vorspannung der PN-Diode in Sperrichtung, die nach der Inversion bzw. dem Wechsel des Leitungstyps gebildet ist, kann ein Tunnelstrom durch den Verarmungstyp-Bereich fließen, bevor die Diode zusammenbricht, was durch Pfeile 19 dargestellt ist.Under the conditions of a low bias voltage of the PN diode in the reverse direction, which occurs after the inversion or the change of the Conduction type is formed, a tunnel current can flow through the depletion type area flow before the diode breaks down, which is shown by arrows 19.

Der Tunnelstromverlauf ist für das in Fig. 6 gezeigte Speicherelement schematisch dargestellt; dieser Strom verläuft von dem diffundierten Bereich 3 über den Verarmungstyp-Bereich zu dem invertierten Bereich 13 und in das Substrat 1 hinein.The tunnel current profile is for the memory element shown in FIG. 6 shown schematically; this current passes from the diffused region 3 through the depletion type region to the inverted region 13 and into the substrate 1.

Wie später erläutert wird, wird zum Auslesen einer Anordnung nach dem Einschreiben der Tunnelstrom vor dem lawinenartigen Zusammenbruch unter"den Bedingungen einer geringen Vorspannung in Sperrichtung erfaßt.As will be explained later, an arrangement after writing the tunnel current before the avalanche collapse under "the low bias conditions detected in reverse direction.

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Um eine Speicheranordnung nach dem Einschreiben zu löschen, muß die in der Siliziumnitridschicht eingefangene und gespeicherte Ladung zerstreut werden; dies ist in den Diagrammen a und b der Fig. 6 gezeigt, in der zwei verschiedene Lösungswege zur Verwirklichung dieses Löschens dargestellt sind.In order to erase a memory array after it has been written, the one captured and stored in the silicon nitride layer must Charge will be dispersed; this is shown in diagrams a and b of FIG. 6, in which two different Possible solutions for realizing this deletion are shown.

Bei dem ersten, in Fig. 6a gezeigten Löschverfahren wird eine hohe negative Spannung, insbesondere von 40 V oder mehr, an den diffundierten Bereich gegenüber der Gateelektrode 8 und dem Substrat 1 angelegt. Dadurch erweitert sich die Grenzfläche 11 des Verarmungstyp-Bereiches im Inneren des Substrates 1 nach außen an der mit 20 bezeichneten Stelle, wodurch bewirkt wird, daß die im Inneren der Siliziumschicht 6 eingefangene Ladung ebenfalls auswärts wandert "und in das Substrat 1 zerstreut wird.In the first deletion method shown in FIG. 6a a high negative voltage, in particular of 40 V or more, to the diffused region opposite the gate electrode 8 and applied to the substrate 1. This expands the interface 11 of the depletion type area inside the substrate 1 to the outside at the point indicated by 20, which causes the trapped inside the silicon layer 6 Charge also migrates outward "and into the substrate 1 is dispersed.

In Fig. 6b wird eine positive Spannung an die Gateelektrode 8 der Siliziumnitridschicht 6 angelegt, wodurch eine gleichmäßige Aufweitung des Randes 11 des Verarmungstyp-Bereiches nach auswärts bewirkt wird, wie in der Zeichnung durch das Bezugszeichen 21 angegeben ist, mit einer entsprechenden gleichförmigen Ausbreitung der in der dielektrischen Siliziumnitridschicht 6 gespeicherten Ladung. Auch hier wird diese Ladung in das Substrat 1 abgeführt.In Fig. 6b, a positive voltage is applied to the gate electrode 8 of the silicon nitride layer 6, whereby a uniform Expansion of the edge 11 of the depletion type area is effected outwardly, as shown in the drawing by the Reference numeral 21 is indicated, with a corresponding uniform expansion in the dielectric silicon nitride layer 6 stored charge. Here, too, this charge is dissipated into the substrate 1.

Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen, in der Kennlinien des Speicherelementes dargestellt sind, wobei der Stromfluß aus dem diffundierten Bereich 3 in das Substrat 1 in Abhängigkeit von dem Wert der an den diffundierten Bereich 3 angelegten Spannung für jeweils drei Zustände des Speicherelementes dargestellt sind; diese Zustände sind; Zustand nach dem Einschreiben, d.h. Kurve a; Zustand am Ende der Herstellung, d.h. Kurve b; gelöschter Zustand, d.h. Kurve c.Reference is now made to Fig. 7, in the characteristics of the Storage element are shown, the current flow from the diffused area 3 into the substrate 1 depending on the value of the applied to the diffused area 3 Voltage for three states of the storage element are shown; these states are; State after writing, i.e. curve a; State at the end of manufacture, i.e. Curve b; deleted state, i.e. curve c.

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- st -- st -

Das beschriebene Speicherelement wird in p-Kanal-Technologie hergestellt; es kann jedoch auch in N-Kanal-Technologie hergestellt werden, mit dem vorteil, daß niedrigere Ärbeitsspannungen ermöglicht werden. Die Strom-Spannungs-Kennlinen eines äquivalenten N-Kanal-Speicherelementes sind in Fig. 8 gezeigt. Auch bei dieser Figur ist der Stromfluß zwischen dem diffundierten Bereich und dem Substrat in Abhängigkeit vom Wert der an den diffundierten Bereich angelegten Spannung dargestellt, wobei die Kurven auch hier jeweils für die drei Zustände des Spexcherelementes eingezeichnet sind.The memory element described is in p-channel technology manufactured; However, it can also be produced in N-channel technology, with the advantage that lower operating voltages be made possible. The current-voltage characteristics of an equivalent N-channel memory element are shown in FIG. 8 shown. In this figure, too, the flow of current between the diffused area and the substrate is dependent of the value of the voltage applied to the diffused area, the curves here also for the three states of the spexcher element are shown.

Es sind zwei Gruppen von Kurven dargestellt, nämlich mit durchgezogenem Strich für 0 Volt an der Gateelektrode des Spexcherelementes sowie gestrichelt für +5 Volt, die an der Gateelektrode anliegen. Die Kurven a und B sind die mit ausgezogenem Strich bzw. gestrichelt dargestellten Kennlinien für das Element nach dem Einschreiben, während Kurve b ferner die mit durchgezogenem Strich eingezeichnete Kennlinie für das Element am Ende seiner Herstellung ist. Die Kennlinie für das Element in diesem Zustand ist" die gestrichelte Kurve c. Die Kurven d und e zeigen mit durchgezogenem Strich bzw. gestrichelt das Element im gelöschten Zustand.Two groups of curves are shown, namely with a solid line for 0 volts at the gate electrode of the Spexcher element and dashed for +5 volts, which are applied to the gate electrode. The curves a and B are those with the solid line Characteristic curves shown in dashed or dashed lines for the element after writing, while curve b furthermore is the characteristic curve drawn in with a solid line for the element at the end of its manufacture. The characteristic for the element in this state, "is the dashed curve c. The curves d and e show with solid lines and dashed lines, respectively the item in the deleted state.

Fig. 9 zeigt, wie die Kurven nach 20 Stunden bei 175°C abfallen, Die Fig. a, b und d in Fig. 9 entsprechen den Kurven a, b und d in Fig. 8. Die gestrichelte Kurve c ist diejenige, zu der die Kurve a nach Ablauf der Abfallzeit abfällt, während die Kurve d zur Kurve e abfällt.Fig. 9 shows how the curves drop after 20 hours at 175 ° C, FIGS. A, b and d in FIG. 9 correspond to curves a, b and d in FIG. 8. The dashed curve c is the one to which curve a drops after the fall time has elapsed, while curve d drops to curve e.

Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen, die ein herkömmliches Speicherelement für einen Speicher mit direktem Zugriff (RAM) zeigt, und zwar in N-Kanal-Technologie. Dieses Element besteht aus einem Siliziumsubstrat 22, in dem. ein diffundierter N+-diffundierter Bereich 23 gebildet ist. Eine Elektrode 24 aus Polysilizium liegt über Oberflächenteilen des SubstratesReference is now made to Fig. 10, which shows a conventional memory element for a random access memory (RAM) using N-channel technology. This element consists of a silicon substrate 22 in which. an N + diffused region 23 is formed. A polysilicon electrode 24 overlies surface portions of the substrate

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22 und des diffundierten Bereiches unter Zwischenfügung einer dünnen Schicht aus Siliziumoxid (nicht gezeigt). Eine zweite Elektrode 25 aus Polysilizium erstreckt sich auf der Oberfläche des Substrates 22 angrenzend an die Elektrode und überlappt die Elektrode 24 an der mit 26 bezeichneten Stelle/ ist jedoch von dieser elektrisch isoliert durch eine dünne Schicht aus Siliziumoxid (nicht gezeigt).22 and the diffused area with interposition a thin layer of silicon oxide (not shown). A second electrode 25 made of polysilicon extends on the Surface of the substrate 22 is adjacent to the electrode and overlaps the electrode 24 at the designated 26 However, location / is electrically isolated from this by a thin layer of silicon oxide (not shown).

In dem Speicherelement werden Daten gespeichert bzw. ausgelesen durch selektives Anlegen von Potentialen φ1 bzw. φ2, die an die Elektrode 24 bzw. 25 angelegt werden. Ein Potential φ2 von typischerweise 12 V, die an die Elektrode 25 angelegt werden, erzeugt eine Potentialmulde in dem Substrat 22 unter der Elektrode 25. Durch Anlegen desselben Potentials φ1 mit +12 V an die Elektrode 24 und eines geeigneten Potentials an den diffundierten Bereich 23 kann die unter der Elektrode erzeugte Potentialmulde entweder mit Ladungen angefüllt oder von Ladungen befreit gehalten werden, in Abhängigkeit von dem digitalen Zustand der zu speichernden Daten.In the memory element, data are stored or read out by the selective application of potentials φ1 and φ2, which are at the electrode 24 and 25 are applied. A potential φ2 of typically 12 V applied to electrode 25 creates a potential well in the substrate 22 under the electrode 25. By applying the same potential φ1 with +12 V to the electrode 24 and a suitable potential to the diffused area 23 can be the under the electrode generated potential wells are either filled with charges or kept free of charges, depending on the digital status of the data to be saved.

Um eine angefüllte Potentialmulde unter der Elektrode 25 zu bilden, wird das Potential φ1 auf +12 V gehalten, während das an die Elektrode 24 angelegte Potential 1 mit demselben Wert von 12 V pulsiert. Wenn der diffundierte Bereich 23 auf 0 V gehalten wird, wird eine Ladung aus dem diffundierten N -BereichIn order to form a filled potential well under the electrode 25, the potential φ1 is kept at +12 V while the Potential 1 applied to the electrode 24 is pulsed with the same value of 12 V. When the diffused area 23 is at 0 V is held, a charge becomes from the diffused N region

23 in die Potentialmulde unter der Elektrode 25 injiziert.23 is injected into the potential well under the electrode 25.

Um das Speicherelement auszulesen, wird das an die Elektrode 25 angelegte Potential φ2 auf G V gehalten, wähfeend das an die Elektrode 24 angelegte Potential φ1 mit+12 V pulsiert. Dadurch wird die in der Potentialmulde unter der Elektrode 25 gespeicherte Ladung in den diffundierten Bereich 23 abgeleitet, und eine geeignete Abtastschaltung kann verwendet werden, um den resultierenden Stromfluß zu erfassen.In order to read out the memory element, the potential φ2 applied to the electrode 25 is kept at G V while that is on the electrode 24 applied potential φ1 pulses with + 12V. As a result, the charge stored in the potential well under the electrode 25 is diverted into the diffused area 23, and suitable sensing circuitry can be used to sense the resulting current flow.

313H36313H36

Das oben beschriebene. Speicherelement ist ein dynamisches RAM-Element, da die gespeicherten Daten an Intensität verlieren und Auffrischströme eine Auffüllung der Potehtialmulde unter der Elektrode 25 nach Ablauf einer Zeit von typischerweise etwa 1 s bewirken. Die gespeicherten Daten müssen also kontinuierlich aufgefrischt werden.The one described above. Storage element is a dynamic RAM element, as the stored data lose their intensity and refreshing currents a filling of the potential well effect under the electrode 25 after a period of typically about 1 second. The stored data must so be continuously refreshed.

Das oben beschriebene Speicherelement ist natürlich ein flüchtiges Speicherelement, in dem die Daten nicht gespeichert bleiben, wenn die Stromversorgung abgeschaltet wird.The memory element described above is of course a volatile memory element in which the data is not stored stay when the power is turned off.

In Fig. 11 ist ein erfindungsgemäßes nichtflüchtiges Speicherelement für einen Speicher mit direktem Zugriff (RAM) gezeigt. In dieser Figur , in der gleiche.Elemente mit denselben Bezugszexchen wie in Fig. 10 bezeichnet sind, ist ein zweiter diffundierter N -Bereich 27 in dem Substrat 22 vorgesehen, und eine dritte Elektrode 28 ist auf dem Substrat 22 so gebildet, daß sie Oberflächenteile des Substrates 22 und des diffundierten Bereiches 27 überbrückt.In Fig. 11 is a non-volatile memory element according to the invention for a direct access memory (RAM) is shown. In this figure, in the same. Elements with the same Reference numerals as denoted in FIG. 10 is a second N diffused region 27 in the substrate 22 is provided, and a third electrode 28 is formed on the substrate 22 so as to be surface parts of the substrate 22 and the diffused area 27 bridged.

Die Elektrode 28 liegt ferner angrenzend an die Elektrode 25 und wird von ihr' an der mit 29 bezeichneten Stelle überlappt, wobei jedoch die Elektroden 28 und 29 durch eine dünne Siliziumoxidschicht (nicht gezeigt) elektrisch voneinander isoliert sind.The electrode 28 is also adjacent to the electrode 25 and is overlapped by it at the point marked 29, however, electrodes 28 and 29 are electrically separated from one another by a thin layer of silicon oxide (not shown) are isolated.

Eine Siliziumnitridschicht 30 ist auf dem Substrat 22 gebildet und von diesem durch eine dünne Siliziumoxidschicht (nicht gezeigt) getrennt. Die Siliziumnitridschicht 30 liegt ferner über einem Teil der Oberfläche -des diffundierten Bereiches 27. Eine vierte Elektrode 31 ist auf der Oberseite der Siliziumnitridschicht 30 vorgesehen.A silicon nitride layer 30 is formed on the substrate 22 and from this by a thin silicon oxide layer (not shown) separately. The silicon nitride layer 30 lies also over part of the surface of the diffused area 27. A fourth electrode 31 is provided on top of the silicon nitride layer 30.

Das so gebildete nichtflüchtige RAM-Speicherelement besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, von denen das eine das her-The non-volatile RAM memory element thus formed exists essentially of two parts, one of which is the

':.·■ I ': ■""■; '] 313Η36':. · ■ I': ■ ""■;'] 313Η36

4$$ 4

- ve -- ve -

kömmliche RAM-Speicherelement ist, das unter Bezugnahme auf Fig0 10 erläutert wurde, während der andere das in Fig. 1 gezeigte nichtflüchtige Speicherelement ist.tional RAM memory element which has been explained with reference to FIG 10 0, while the other nonvolatile memory element shown in Fig. 1.

Das Substrat 22 bildet gemeinsam mit dem diffunierten Bereich 23 und den Elektroden 24 und 25 den Teil des herkömmlichen RAM-Speicherelementes, während das Substrat 22, der diffundierte Bereich 27, die Siliziumnitridschicht 30 und die Elektrode 31 eine N-Kanal-Ausführungsform des nichtflüchtigen Speicherelementes nach Fig. 1 bilden. Der diffundierte Bereich 27 entspricht dem Bereich 3 in Fig. 1, die Siliziumnitridschicht 30 entspricht der Schicht 6 in Fig. 1, während die Elektrode 31 der Gateelektrode 8 in Fig. 1 entspricht. Die zwei Teile sind mittels der Elektrode 28 miteinander gekoppelt, wie weiter unten ersichtlich wird.The substrate 22 forms together with the diffused area 23 and the electrodes 24 and 25 the part of the conventional RAM memory element, while the substrate 22, the diffused area 27, the silicon nitride layer 30 and the electrode 31 an N-channel embodiment of the non-volatile Form memory element according to FIG. The diffused area 27 corresponds to the area 3 in FIG. 1, the silicon nitride layer 30 corresponds to layer 6 in FIG. 1, while electrode 31 corresponds to gate electrode 8 in FIG. 1. The two parts are coupled to one another by means of the electrode 28, as will be seen further below.

Die in den herkömmlichen RAM-Speicherelement durch Anlegen der Potentiale φ1 und φ2 an Elektrode 24 bzw. 25 gespeicherten Daten können in nichtflüchtiger Form gespeichert werden durch Anwendung von Potentialen φ3 und φ4, die an die Elektroden bzw. 28 angelegt werden.Those stored in the conventional RAM memory element by applying the potentials φ1 and φ2 to electrodes 24 and 25, respectively Data can be stored in non-volatile form by applying potentials φ3 and φ4 applied to the electrodes or 28 can be created.

Die Funktion der Elektrode 28 besteht darin, den herkömmlichen RAM-Teil in Fig. 11 von dem Teil des nichtflüchtigen Speicherelementes zu isolieren, das durch den diffundierten Bereich 27, die Nitridschicht 30 und die Gateelektrode 31 gebildet ist.The function of the electrode 28 is to separate the conventional RAM part in FIG. 11 from the part of the non-volatile To isolate the storage element that diffused through the Region 27, the nitride layer 30 and the gate electrode 31 is formed.

Wenn das an die Elektrode 28 angelegte Potential φ4 auf 0 Volt festgelegt ist, so ist der diffundierte Bereich 27 elektrisch isoliert von dem Oberflächenpotential unter der Elektrode 25, während, bei Einstellung des Potentials φ4 auf +12V der diffundierte Bereich 27 dasselbe Potential annimmt wie die Oberfläche des Substrats 22 unter der Elektrode 2-5.When the potential φ4 applied to the electrode 28 is 0 volts is set, the diffused area 27 is electrically isolated from the surface potential under the electrode 25, while, when setting the potential φ4 to + 12V, the diffused Area 27 assumes the same potential as the surface of the substrate 22 under the electrode 2-5.

Es wird nun angenommen, daß die Potentialmulde unter der Elektrode 25-mit negativer Ladung angefüllt ist, so daß das OberfTäcfienpotentxal des Siliziumsubstr.ats 22 unmittelbar unter der-"Elektrode 25 auf 0 Volt ist.: . ■·.It is now assumed that the potential well under the electrode 25 is filled with negative charge, so that the surface potential of the silicon substrate 22 immediately below the- "electrode 25 is at 0 volts .:. ■ ·.

Um diesen Datenzustand nichtflüchtxg zu speichern, wird das Potential φ4 bei +12 V getastet bzw. gepulst, so daß der N+-diffu:
annimmt.
In order to save this data status non-volatile, the potential φ4 is sampled or pulsed at +12 V, so that the N + -diffu:
accepts.

N -diffundierte Bereich 27 dasselbe Potential von 0 VoltN -diffused area 27 has the same potential of 0 volts

Wenn das" an die Elektrode 31 angelegte. Potential φ3 ebenfalls mit +12, V gleichzeitig wie das Potential φ4 mit +12 gepulst wird, so-besteht eine Spannungsdifferenz von 12 V an der "Siliziumnitridschieht 31. Dies ist der erforderliche:Zustand für das oben beschriebene Halbleiter-Speicherelement, damit es in den Zustand nach dem Einschreiben überführt wird,.in welchem die Ladung, irv der Siliziumnitridschieht 30;- eingefangen ist.If the ". At the same time as the potential is pulsed to +12 φ4 to the electrode 31 applied potential φ3 also with +12 V, so-there is a voltage difference of 12 V at the" Siliziumnitridschieht 31. This is the required: state for the semiconductor memory element described above, so that it is brought into the state after writing, in which the charge irv the silicon nitride layer 30; - is trapped.

Wenn bei pulsierenden Potentialen φ3υηά φ4 die Potentialmulde unter der Elektrode 25 leer war, so daß das Oberflächenpotential des Siliziumsubstrats 22 unter der Elektrode 25; nicht auf Ö Volt, sondern auf +12 Volt ist, so nimmt der diffundierte Bereich 27 ebenfalls ein Potential von +.12 V an, und es ergibt sich keine Potentialdifferenz an der Siliziumnitridschieht 30. Das Speicherelement bleibt daher im Zustand vor dem Einschreiben, und es findet kein Vorgang des Einfangens von Ladungen in der Siliziumnitridschieht 30 statt. -If with pulsating potentials φ3υηά φ4 the potential well below the electrode 25 was empty, so that the surface potential the silicon substrate 22 under the electrode 25; not is on Ö volts, but on +12 volts, then the diffused area 27 also assumes a potential of +.12 V, and it results no potential difference occurs on the silicon nitride 30. The memory element therefore remains in the state before writing, and there is no charge trapping operation in the silicon nitride layer 30. -

Sobald Daten -.in dem RAM-Speicherelement gespeichert sind, werden die an die Elektroden 28 und 31 angelegten Potentiale φ3 bzw. φ4 auf Null zurückgesetzt, so daß das herkömmliche RAM-Speicherelement und das nichtflüchtige Halbleiter-Speicherelement gut voneinander isoliert sind, Das RAM-Speicherelement kann getaktet werden, um die Daten in ihm zu verändern, ohneAs soon as data is stored in the RAM memory element, the potentials applied to electrodes 28 and 31 become φ3 and φ4 are reset to zero, so that the conventional RAM memory element and the non-volatile semiconductor memory element are well isolated from each other, the RAM storage element can be clocked to change the data in it without

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die Daten zu beeinflussen, die in dem Speicherelement-Teil gespeichert sind. Die gespeicherten Daten müssen nicht sofort wieder abgerufen werden, und der Teil des herkömmlichen Speicherelementes kann unabhängig betrieben werden.affect the data that is in the storage element part are stored. The stored data do not need to be retrieved immediately, and that part of the conventional Storage element can be operated independently.

Um gespeicherte Daten wieder auszulesen, wird das Potential φ1 auf 0 Volt gehalten, während das Potential φ2 auf +12V gesetzt wird, um eine leere Potentialmulde unter der Elektrode 25 herzustellen. Das Potential φ3 wird auf 0 Volt gehalten, während das Potential φ4 auf dasselbe Potential wie .φ2, d.h. auf +12 V, gebracht wird. Der diffundierte Bereich 27 nimmt das Potential der Siliziumoberfläche unter der Elektrode an, und wenn unter diesen Bedingungen sich das Halbleiterspeicherelement im Zustand nach erfolgtem Einschreiben befindet, so fließt ein Tunnelstrom in der oben beschriebenen Weise in die Potentialmulde unter der Elektrode 25, um diese aufzufüllen.In order to read out stored data again, the potential φ1 is kept at 0 volts, while the potential φ2 is kept at + 12V is set to produce an empty potential well under the electrode 25. The potential φ3 is kept at 0 volts, while the potential φ4 is brought to the same potential as .φ2, i.e. to +12 V. The diffused area 27 increases the potential of the silicon surface under the electrode, and if under these conditions the semiconductor memory element is in the state after the writing has taken place, a tunnel current flows in the above-described Point into the potential well under the electrode 25 to fill it up.

Das Oberflächenpotential unter der Elektrode 25 nimmt nach und nach ab, bis der Tunnelstromfluß aufhöhrt. Eine mit Ladungen angefüllte Mulde mit dem Oberflächenpotential 0 ergibt sich dann unter der Elektrode 25, um exakt den Zustand zu reproduzieren, der ursprünglich das Einschreiben in das Speicherelement während des Vorgangs der Datenspeicherung, verursacht hat. Es ist also ersichtlich, daß tatsächlich Daten in das RAM-Speicherelement zurückgeführt sind.The surface potential under the electrode 25 gradually decreases until the tunnel current flow ceases. One with loads filled well with the surface potential 0 results then under the electrode 25 in order to exactly reproduce the state that was originally written in the memory element during the data storage process. So it can be seen that data is actually in the RAM memory element are returned.

Wenn sich das Halbleiter-Speächerelement im gelöschten Zustand befindet, bei welchem keinerlei Ladung in der Siliziumnitridschicht 30 eingefangen ist, nimmt der N -Bereich 27 das Oberfläehenpotential des Substrates 22 unter der Elektrode 25 an, und es fließt kein Tunnelstrom durch den.diffundierten Bereich .27, weil keine Ladungen in der Siliziumnitridschicht eingefangen sind. Wenn kein Tunnelstrojn fließt, wird die Potentialmulde unter der Elektrode 25 nicht mit Ladungen angefüllt,When the semiconductor memory element is in the deleted state is located at which no charge is trapped in the silicon nitride layer 30, the N region 27 takes the surface potential of the substrate 22 under the electrode 25, and no tunnel current flows through the diffused Area .27 because no charges are trapped in the silicon nitride layer. If there is no tunnel stream flowing, it becomes the potential trough under the electrode 25 not filled with charges,

-vs--vs-

so daß das Oberflächenpotential auf 12V verbleibt.so that the surface potential remains at 12V.

Es sind dann tatsächliche Daten in Form, einer, leeren Potentialmulde wieder hergestellt, denn dies ist der Zustand während des Auslesens, bei dem nicht veranlaßt wird, daß Ladungen innerhalb der Siliziumnitridschicht 30 eingefangen werden.It is then actual data in the form of an empty potential well restored, for this is the state during the readout in which charges are not caused are trapped within the silicon nitride layer 30.

Wie oben erläutert ist, besteht das erfindungsgemäße nichtflüchtige RAM-Speicherelement aus zwei Teilen, nämlich aus einem Teil mit einem herkömmlichen RAM-Speicherelement, und mit einem anderen Teil, nämlichen einem Speicherteil·. Der Teil des RAM-rSpeicherelementes kann praktisch unabhängig von dem Speicherteil· betrieben werden, wobei letztgenannter Teil nur verwendet wird, um Daten in nichtflüchtiger Form zu speichern, wenn die Stromversorgung abgeschaltet werden muß.As explained above, the non-volatile RAM memory element according to the invention consists of two parts, namely a part with a conventional RAM memory element, and with another part, namely a memory part ·. The part of the RAM memory element can be practically independent of the Storage part operated, the latter part only being used to store data in non-volatile form, when the power supply must be switched off.

Unter diesen Umständen werden die Potentiale φ3 und φ4 gemeinsam mit +12V gepulst, unmittelbar bevor die.Stromversorgung abgeschaltet wird. Wenn die Stromversorgung wieder eingeschaltet wird, müssen die in dem Teil des niehtflüchtigen Speicherelementes gespeicherten Daten nicht sofort wieder abgerufen werden; vielmehr können sie in dem Speicherelement festgehaiten werden, während der Teil· des RAM-Speichereiementes in herkömmlicher Weise arbeitet.Under these circumstances, the potentials φ3 and φ4 become common pulsed with + 12V immediately before the power supply is switched off. When the power supply is switched on again, those in the part of the non-volatile Storage element stored data are not immediately retrieved; rather, they can be in the storage element are pinned while the part · of the RAM storage element works in a conventional manner.

Durch die Erfindung wird ein tatsächlich niehtfiuchtiges RAM-Speichereiement geschaffen. Herkömmiiche sogenannte nichtf^chtige MNOS-Speichereiemente sind keine wirkiichen RAM-El·emente, sondern nur PROM-Elemente. Durch die Erfindung wird .ein wirkliches RAM-Element geschaffen, das nichtflüchtig ist.The invention actually makes a non-volatile one RAM storage element created. Conventional so-called incapable MNOS memory elements are not real RAM elements, but only PROM elements. The invention creates a real RAM element that is non-volatile.

Bei anderen Ausführungsformen" der Erfindung sind die Elektroden 24, 25 und 29 von dem Substrat nicht durch eine dünne Schicht aus Siliziumoxid getrennt, sondern durch eine Trennschicht aus Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid. Während-bei der beschriebe-In other embodiments "of the invention" are the electrodes 24, 25 and 29 from the substrate not through a thin layer separated from silicon oxide, but by a separating layer Silicon nitride or aluminum oxide. While-with the described-

313U36313U36

ve -ve -

nen Ausführungsform die Elektrode 25 sowohl die Elektrode 24 als auch die Elektrode 28 überlappt, ist dies bei anderen Ausführungsformen nicht vorgesehen.In an embodiment, the electrode 25 is both the electrode 24 and the electrode 28 overlap, this is not provided in other embodiments.

Bei anderen Ausführungsformen sind die Elektroden nicht aus Polysilizium, sondern aus einem Metall.In other embodiments, the electrodes are not off Polysilicon, but from a metal.

Das erfindungsgemäße Speicherelement kann sowohl in n- als auch in p-Kanal-Technologie ausgeführt werden.The memory element according to the invention can be in both n and can also be implemented in p-channel technology.

Claims (9)

'■ ■ .; - ; :. :-: : 313U36 '■ ■.; - ; :. : -:: 313U36 PatentanwältePatent attorneys Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing. E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. LeiserE. Prince - Dr. G. Hauser - G. Leiser Ernsbergerstrasse 19Ernsbergerstrasse 19 8 München 608 Munich 60 PLESSEY OVERSEAS LIMITED . 7. August 1981PLESSEY OVERSEAS LIMITED. 7th August 1981 Vicarage LaneVicarage Lane Ilford, Essex IG1 4AQ / EnglandIlford, Essex IG1 4AQ / England Unser Zeichen: P 2450Our reference: P 2450 Nichtflüchtiges Speicherelement (RAM) mit direktem ZugriffNon-volatile memory element (RAM) with direct access PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Speicherelement mit direktem Zugriff (RAM-Element), gekennzeichnet durch ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps, mit einem ersten sowie einem zweiten diffundierten Bereich, deren Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist? eine erste Elektrode, die über einem Oberflächenteil des Substrates sowie des ersten diffundierten Bereiches liegt; eine zweite Elektrode, die über einem Teil des Substrates angrenzend an die erste Elektrode liegt; eine dritte Elektrode, die an die zweite Elektrode angrenzt und über einem Teil des Substrats sowie des zweiten diffundierten Bereiches liegt; eine dielektrische Ladungsfangschicht, die über einem Oberflächenteil des zweiten diffundierten Bereiches sowie des Substrates liegt; eine Gateelektrode, die über der dielektrischen Ladungsfangschicht liegt; wobei der zweite diffundierte Bereich eine solche Oberflächendotierungskonzentration aufweist, daß der Oberflächenteil des zweiten diffundierten Bereiches, ^ der unter der dielektrischen Ladungsfangschicht liegt, seinen Leitfähigkeitstyp wechselt, wenn eine vorbestimmte v Memory element with direct access (RAM element), characterized by a semiconductor substrate of a first conductivity type, with a first and a second diffused area, the conductivity type of which is opposite? a first electrode overlying a surface portion of the substrate as well as the first diffused area; a second electrode overlying a portion of the substrate adjacent the first electrode; a third electrode adjacent to the second electrode and overlying a portion of the substrate and the second diffused area; a charge trapping dielectric layer overlying a surface portion of the second diffused region as well as the substrate; a gate electrode overlying the charge trapping dielectric layer; wherein the second diffused region has such a surface doping concentration that the surface part of the second diffused region, which lies under the charge trapping dielectric layer, changes its conductivity type when a predetermined v ο _ο _ Ladungsmenge geeigneter Polarität in der dielektrischen Ladungsfangschicht eingefangen ist, und die Ladungskonzentration entgegengesetzter Polarität, die von dem Bereich angezogen wird, der seinen Leitfähigkeitstyp gewechselt hat, an den Zustand der Entartung angenähert ist.Charge amount of suitable polarity is trapped in the dielectric charge trapping layer, and the charge concentration opposite polarity, attracted by the area that has its conductivity type has changed, has approximated the state of degeneration. 2. Speicherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächendotierungskonzentration des zweiten diffundierten Bereiches größer ist als 10 cm2. Storage element according to claim 1, characterized in that that the surface doping concentration of the second diffused region is greater than 10 cm 3. Speicherelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Elektrode jeweils unter Zwischenfügung einer dielektrischen Zwischenschicht überlagert sind.3. Storage element according to claim 1 or 2, characterized in that that the first, second and third electrodes each with the interposition of a dielectric intermediate layer are superimposed. 4. Speicherelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Zwischenschicht aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid gebildet ist.4. Memory element according to claim 3, characterized in that the dielectric intermediate layer made of silicon oxide, Silicon nitride or aluminum oxide is formed. 5. Speicherelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Ladungsfangschicht jeweils über den betreffenden Oberflächenteilen unter Zwischenfügung einer dielektrischen Zwischenschicht angeordnet ist.5. Storage element according to one of the preceding claims, characterized in that the dielectric charge trapping layer in each case over the relevant surface parts with the interposition of a dielectric intermediate layer is arranged. 6. Speicherelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Zwischenschicht aus Siliziumoxid ist.6. Storage element according to claim 5, characterized in that that the interlayer dielectric is made of silicon oxide. 7. Speicherelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode elektrisch isoliert ist von einem Teil sowohl der ersten als auch dritten Elektrode und darüber angeordnet ist.7. Memory element according to one of the preceding claims, characterized in that the second electrode is electrical is isolated from a portion of both the first and third electrodes and is located above. 313U36313U36 8. Speicherelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Isolierung durch Siliziumoxidschichten gebildet ist.8. Memory element according to claim 7, characterized in that the electrical insulation by silicon oxide layers is formed. 9. Speicherelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite, dritte und die Gateelektrode aus Polysilizium gebildet sind.9. Storage element according to one of the preceding claims, characterized in that the first, second, third and the gate electrode are formed from polysilicon.
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