JPS59982B2 - charge transfer fixed memory - Google Patents

charge transfer fixed memory

Info

Publication number
JPS59982B2
JPS59982B2 JP51048431A JP4843176A JPS59982B2 JP S59982 B2 JPS59982 B2 JP S59982B2 JP 51048431 A JP51048431 A JP 51048431A JP 4843176 A JP4843176 A JP 4843176A JP S59982 B2 JPS59982 B2 JP S59982B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge
electrode
transfer
fixed memory
under
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.)
Expired
Application number
JP51048431A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS52132641A (en
Inventor
哲 根岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP51048431A priority Critical patent/JPS59982B2/en
Publication of JPS52132641A publication Critical patent/JPS52132641A/en
Publication of JPS59982B2 publication Critical patent/JPS59982B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • G11C17/08Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電荷転送メモリに係わわ、特に従来は実現さ
れていなかつた固定メモリに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a charge transfer memory, and particularly to a fixed memory that has not been realized in the past.

電荷転送素子(CTD)は、半導体表面近傍に形成され
る空乏層に、少数担体電荷を注入し、隣接する電極の電
位を制御することによつて、これに対応する空乏層の深
さを制御し、注入された電荷を転送することを基本とし
ている。電極下に形成された空乏層には、数ミリ秒で少
数担体が充満するので、記憶内容を保存する為には、こ
の時間以内に、リフレッシュすることが不可欠である。
A charge transfer device (CTD) injects minority carrier charges into a depletion layer formed near the semiconductor surface and controls the corresponding depth of the depletion layer by controlling the potential of an adjacent electrode. The basic idea is to transfer the injected charge. Since the depletion layer formed under the electrode is filled with minority carriers within a few milliseconds, it is essential to refresh the memory within this time in order to preserve the memory contents.

そのため、シフトレジスタ形の動作を行い、出力信号が
示す″1’’またば゛0’’の値に従つて、再度、新し
い電荷を注入し直している。以上のように、動作原理が
短時定数の揮発性であるので、主としてダイナミックシ
フトレジスタ的な使用法に限られ、固定メモリは存在し
なかつた。この発明は、従来のCTDでは実現し得なか
つた固定メモリを従来のCTD製造技術を用いて実現す
ることにある。
Therefore, a shift register type operation is performed, and new charges are injected again according to the value of "1" or "0" indicated by the output signal.As described above, the operating principle is short. Due to the volatility of the time constant, the use was mainly limited to dynamic shift registers, and fixed memory did not exist.This invention allows fixed memory, which could not be realized with conventional CTD, to be realized using conventional CTD manufacturing technology. The purpose is to realize this using

即ち、この発明は電荷の流れに一方向性を与える構造の
電荷転送アレイに、固定的に記憶すべき情報にしたがつ
て空乏層を形成する領域をビット毎に多値に定める構造
を設け、さらに電荷転送アレイのチャンネルに電荷注入
するためのインジェクタを設けた固定メモリを提供する
ものである。
That is, the present invention provides a charge transfer array having a structure that gives unidirectionality to the flow of charges, and a structure that determines the region in which a depletion layer is formed in a multivalued manner for each bit according to information to be stored in a fixed manner. Furthermore, the fixed memory is provided with an injector for injecting charge into the channels of the charge transfer array.

゛゛固定的に多値に定める手段を例示すれば電荷結合素
子(CCD)に適用した場合には深さが一定のポテンシ
ャル井戸の容量を変えること例えば転送電極の面積を変
えることにより固定メモリが構成できる。前記インジェ
クタは一導電型半導体基板内表面に該基板と反対導電領
域を設け、この領域に沿つてチャンネルを形成する構造
にするものである。この発明の動作原理は、固定的に記
憶すべき情報に基づいて、ビット毎に空乏層を形成する
領域を固定的に変えたメモリアレーを使用し、読出しに
際しこのメモリアレーのチャンネルに注入された一定量
の電荷を、アクセスされた電極に選択的に駆動信号を供
給することによつて次段への電荷の転送量を固定的に記
憶すべき情報に基づいて制御し、出力として得られる電
荷量によつて固定メモリの内容を判定することにある。
゛゛An example of means for fixedly determining multiple values is when applied to a charge-coupled device (CCD), a fixed memory can be configured by changing the capacity of a potential well with a constant depth, for example by changing the area of a transfer electrode. can. The injector has a structure in which a conductive region opposite to that of the substrate is provided on the inner surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and a channel is formed along this region. The operating principle of this invention is to use a memory array in which the region forming the depletion layer is fixedly changed for each bit based on the information to be stored in a fixed manner. The amount of charge transferred to the next stage is controlled based on information to be stored in a fixed manner by selectively supplying a drive signal to the accessed electrodes, and the charge obtained as output. The purpose is to determine the contents of fixed memory according to the amount.

この動作を実現するために、固定的に異なる空乏層形成
領域一換言すれば異る蓄積可能電荷量一を有しながらも
、電荷を正しく転送させうる第1のクロツク駆動回路(
TransfermOdeclOckdriver)と
、アドレスされた電極のみに選択的に制御信号を供給す
る第2のクロツク駆動回路(AddressedmOd
eclOckdriver)とが必要である。
In order to achieve this operation, a first clock drive circuit (
TransferOdeclOckdriver) and a second clock drive circuit (AddressOdeclOckdriver) that selectively provides control signals only to the addressed electrodes.
eclOckdriver) is required.

以下、図面を用いて実施例に関して動作原理を詳述する
Hereinafter, the principle of operation will be explained in detail regarding the embodiments using the drawings.

第1図に2つの異つた閾値6,8を有するCIl)の印
加電圧V。
FIG. 1 shows the applied voltage V of CIl) with two different threshold values 6, 8.

と表面電位Zsの関係を示す。6は例えば通常の100
0λの酸化膜層を有するセルの状態を示し、8は例えば
3000λの酸化膜層を有するセルの状態を示すもので
ある。
The relationship between the surface potential Zs and the surface potential Zs is shown. 6 is, for example, the normal 100
The state of a cell having an oxide film layer of 0λ is shown, and 8 shows the state of a cell having an oxide film layer of 3000λ, for example.

すなわち、印加電圧V1に対する6と8の表面電位は、
それぞれL2,Ll同じくV2に対してはL4,L3同
じく3に対してはL5,L4である。L1〜L5の表面
電位相互の関係はLi<Li+1(但しi=】〜4)が
成立するものとする。
That is, the surface potentials of 6 and 8 with respect to the applied voltage V1 are:
L2 and Ll are L4 for V2, and L5 and L4 are for L3 and 3, respectively. It is assumed that the relationship between the surface potentials of L1 to L5 is Li<Li+1 (where i=] to 4).

実用になる印加電圧の範囲、例えば1V3−Vll≦2
0V,で、第1図に示す如き関係を示す1,V2,V3
を選定することは、一般に可能である。第1図の6,8
の状態は、酸化膜層の厚さの違いを利用する以外に、イ
オン注入法、ポリシリコンの埋込みや2重構造など数多
くの方法があるが、本発明の主目的ではないので、詳述
は省略する。第2図はCCDに適用した構成で一導電型
半導体基板11上に絶縁膜12を介して転送電極13を
設けた構成を示し、電荷転送方向に低くなる段差のある
電極13を用いる。即ち絶縁膜12の厚さを変えて段差
を形成している。第2図は=1、−V2を印加した時の
空乏層の深さを、第1図の表面電位レベルに対応させて
、模式図的に示したものである。第3図は、この4つの
空乏層のレベルを活用して、一方向性の電荷転送を行う
基本原理を示したものである。
Practical applied voltage range, e.g. 1V3-Vll≦2
0V, 1, V2, V3 showing the relationship as shown in Figure 1.
It is generally possible to select 6 and 8 in Figure 1
There are many methods to achieve this state, such as ion implantation, polysilicon embedding, and double structure, in addition to using the difference in the thickness of the oxide film layer, but these are not the main purpose of the present invention, so we will not discuss them in detail. Omitted. FIG. 2 shows a configuration applied to a CCD, in which a transfer electrode 13 is provided on a semiconductor substrate 11 of one conductivity type with an insulating film 12 interposed therebetween, and the electrode 13 has a step that becomes lower in the charge transfer direction. That is, the thickness of the insulating film 12 is changed to form a step. FIG. 2 schematically shows the depth of the depletion layer when =1, -V2 is applied, in correspondence with the surface potential level of FIG. 1. FIG. 3 shows the basic principle of performing unidirectional charge transfer by utilizing the levels of these four depletion layers.

#1の電極13に。=V1を印加し、#2の電極にV。
=V2の電位を与えると、#1から#2に向つて空乏層
の階段が形成され、この領域に存在する電荷は、レベル
L4から順次蓄積されて行く。第4図Aは、本発明の固
定情報を記憶するための基本構造を示すもので、転送電
極13の面積を変えることにより固定記憶したもので、
電荷転送方向長さを一定とし、垂直方向の幅を変えた具
体例である。
#1 to electrode 13. = V1 is applied, and V is applied to the #2 electrode.
When a potential of =V2 is applied, a step of depletion layer is formed from #1 to #2, and the charges existing in this region are accumulated sequentially from level L4. FIG. 4A shows the basic structure for storing fixed information of the present invention, which is fixedly stored by changing the area of the transfer electrode 13.
This is a specific example in which the length in the charge transfer direction is constant and the width in the vertical direction is varied.

そして同図Bに示す如く、多数の転送電極13例えば3
ビツトの各電極13#1,#2,#3に於て絶縁膜12
の厚さに段差を有する転送電極13なので、全てが6,
82つの閾値を同じ様に有し、この中の#2だけが電荷
蓄積可能領域が2分の1になつている。即ち固定記憶内
容は電極#1,#3を情報の1F”に、#2を情報の゛
0゛に対応させたものである。この様な電極構造は、第
4図Aで電極#2の凹部により厚い、例えば10000
λ、の酸化膜を使用したり、電極を部分的に小さくする
など、種々の手段が有する。これも本発明の主目的では
ないので詳述を省略する。第4図Aの3つの電極を1体
に図しているが、第4図Bに断面図を示すように夫々隔
離されているものである。第4図Bは、電極#iの電位
(以下VGiと記す)として、VOl=VO2=VO3
=V1の場合の空乏層14の深さを示すものである。
As shown in FIG. B, a large number of transfer electrodes 13, for example 3
The insulating film 12 is placed on each electrode 13 #1, #2, #3 of the bit.
Since the transfer electrode 13 has a step in the thickness, all of the
They have 82 threshold values in the same way, and only #2 has a charge storage area that is halved. In other words, the fixed memory content is such that electrodes #1 and #3 correspond to information 1F'' and #2 corresponds to information ``0''. Such an electrode structure is shown in Figure 4A as shown in electrode #2. thicker in the recess, e.g. 10000
Various means are available, such as using an oxide film of λ, or making the electrodes partially smaller. Since this is also not the main purpose of the present invention, detailed explanation will be omitted. Although the three electrodes in FIG. 4A are shown as one body, they are separated from each other as shown in the cross-sectional view in FIG. 4B. FIG. 4B shows VOl=VO2=VO3 as the potential of electrode #i (hereinafter referred to as VGi).
This shows the depth of the depletion layer 14 when =V1.

同図Cは、VOl=V2,VO2=VO3=V1の場合
で、電極#1の下に深い空乏層が生じる。
C in the figure shows a case where VOl=V2, VO2=VO3=V1, and a deep depletion layer is generated under electrode #1.

いま、電極#1の下に形成される空乏層には、同図Eに
示す如く、VOl=VG3=1,VG2=V2の時に電
極#2の下に形成される空乏層に蓄えられる最大電荷量
の2倍が蓄積できるように、同図Aで示す領域が、第1
図の特性に基づいて定められている。そのため、同図C
の電極#1の下の空乏層14には半導体基板11の内表
面に該基板と反対導電形領域を設けたインジエクタから
供給されたその全容量の1/2の電荷が存在する。この
タイミングを説明のスタートとする。次のタイミングで
、′VGl=02=2,VG3=V1とすると、同図D
に示す如く電荷は#1と#2の2つの電極下に平均に分
散し、その表面電位が平衡した状態で安定する。
Now, in the depletion layer formed under electrode #1, as shown in Figure E, the maximum charge stored in the depletion layer formed under electrode #2 when VOl = VG3 = 1, VG2 = V2. In order to accumulate twice the amount of
It is determined based on the characteristics of the figure. Therefore, C
In the depletion layer 14 under the electrode #1, there exists a charge equal to 1/2 of the total capacitance supplied from an injector provided on the inner surface of the semiconductor substrate 11 with a region of a conductivity type opposite to that of the substrate. This timing will be the start of the explanation. At the next timing, if 'VGl=02=2, VG3=V1, D
As shown in the figure, the charges are evenly distributed under the two electrodes #1 and #2, and the surface potential is stabilized in an equilibrium state.

#2の方が領域が狭いのでCに比べた場合、当然Dの表
面電位は、全電荷の1/2を#1の電極下に蓄えた時よ
りも高くなる。次のタイミングで、01=03=1,V
02=V2とすると、第3図に示した空乏層14の電荷
転送に一方向性を示す階段状構造によつて、第4図Eの
ように、全電荷が#2の電極13下に集まる。
#2 has a smaller area, so when compared to C, the surface potential of D will naturally be higher than when half of the total charge is stored under the electrode of #1. At the next timing, 01=03=1,V
When 02=V2, all charges are collected under the #2 electrode 13 as shown in FIG. 4E due to the stepped structure of the depletion layer 14 shown in FIG. 3, which exhibits unidirectional charge transfer. .

この状態で電荷がここで形成される空乏層14を満し、
かつ#1と#2との境に存在するレベルL1を超えて両
側へオーバーフローしない量に前記スタートの電荷量に
定めなければならない。この量が最初同図Cで#1の電
極下に蓄積可能な最大値を定める限度となる。次のタイ
ミングで、VGl=Vl,VO2=03=V2とすると
、同図Dの同様に電荷が分散して蓄えられる。
In this state, charges fill the depletion layer 14 formed here,
In addition, the starting charge amount must be set to an amount that does not overflow to both sides beyond the level L1 existing at the boundary between #1 and #2. This amount initially becomes the limit that determines the maximum value that can be accumulated under the #1 electrode in Figure C. At the next timing, when VGl=Vl and VO2=03=V2, charges are dispersed and stored as in the same figure D.

次のタイミングで、VGl=VO2=1,03=V2と
することによつて、#2の電極下にEで存在した全電荷
は、#3の電極下に移つて蓄えられる。
At the next timing, by setting VGl=VO2=1,03=V2, all the charges that were present under the #2 electrode at E are transferred and stored under the #3 electrode.

この様にして、第4図Aに示す如き電極構造のアレーで
あつても、VGiとしてVl,V2を使用すれば通常の
CCDシフトレジスタとしての機能を有することが出来
る。第4図では“1”,“0゛“ピ と連続した場合を
示したが“o″,“0”と連続した場合に、同図のFと
Gが変化する。第5図に“1”,“O”,“0゛と固定
記憶した例で電極構造を第5図Aの如く構成したものを
示す。タイミングの流れは、第4図と同じで、相違はF
.(5G6みであり、詳細な説明を略す。第6図、第7
図は上述した電極まわジの構造を有するメモリアレーを
使用して、固定メモリ内容を読み出すための基本動作を
説明するための電荷移動図である。横軸が電極番号を示
し、縦軸が示すタイミングで、電荷の存在するアレー上
の位置を示すものである。第6図、第7図共に、第4図
、第5図に示したように電荷の移動を行う。
In this way, even an array with an electrode structure as shown in FIG. 4A can function as a normal CCD shift register by using Vl and V2 as VGi. In FIG. 4, a case is shown in which "1" and "0" are consecutive, but when "o" and "0" are consecutive, F and G in the figure change. Figure 5 shows an example in which "1", "O", and "0゛" are fixedly stored and the electrode structure is configured as shown in Figure 5A. F
.. (5G6 only, detailed explanation will be omitted. Figures 6 and 7)
The figure is a charge movement diagram for explaining the basic operation for reading fixed memory contents using a memory array having the above-described electrode rotation structure. The horizontal axis indicates the electrode number, and the vertical axis indicates the position on the array where the charge exists at the timing indicated. In both FIGS. 6 and 7, charges are transferred as shown in FIGS. 4 and 5.

タイミング1,2・・・とは、第4図、第5図のC,E
,Gのように、1つの電極13下のみに電荷が存在する
時点を意味する。第6図は、固定メモリを読み出すため
にアクセスされたワードがi(以下W=iと記す)の場
合に於て、固定メモリ内容が″O′″であるため、nタ
イミング後に出力段である第n番目の電極13下に、タ
イミング1で、第1の電極13下に注入された電荷が転
送されて出力される場合を示している。第7図は、W=
iの場合、その固定メモリ内容が“1″であるために、
ここで電荷の転送が中断されて、nタイミング後に出力
段には、注入された電荷が現われない。
Timings 1, 2... refer to C and E in Figures 4 and 5.
, G, it means a point in time when a charge exists only under one electrode 13. FIG. 6 shows that when the word accessed to read the fixed memory is i (hereinafter referred to as W=i), the fixed memory content is "O'", so the output stage is reached after n timings. A case is shown in which the charge injected under the first electrode 13 at timing 1 is transferred and outputted under the n-th electrode 13. Figure 7 shows W=
In the case of i, since its fixed memory content is "1",
At this point, the charge transfer is interrupted, and the injected charge does not appear at the output stage after n timings.

この固定メモリ内容による電荷転送制御を第3の電圧で
ある第1図に示した。=3を用いて読み出しを行うのが
本発明の目的である。以下図面を用いてこの制御を詳述
する。
Charge transfer control based on the fixed memory contents is shown in FIG. 1 for the third voltage. It is an object of the present invention to perform reading using =3. This control will be explained in detail below using the drawings.

第8図、第9図、第10図は、第4図、第5図と同じア
レーを用いた転送モードの説明図である。
FIGS. 8, 9, and 10 are explanatory diagrams of transfer modes using the same arrays as in FIGS. 4 and 5.

但し、第4図、第5図のB以後では、各々の電極13下
の空乏層14の蓄積司能電荷容量の差が直感的に判らな
いので、第8図、第9図、第10図では、1/2容量の
もの(情報“O゛に対応)はチヤンネル方向(電荷転送
方向)への長さを1/2として、便宜的表現を採用して
いる。そのため蓄積電荷量は図面の面積に直接比例させ
て表現できる。転送モードでは、情報の連続列が“1゛
→“1゛441赫→460赫,≦≦o赫→6檻Ri及び
660赫→“0′″の4通りが有る。
However, after B in FIGS. 4 and 5, the difference in the storage charge capacity of the depletion layer 14 under each electrode 13 cannot be intuitively understood, so FIGS. 8, 9, and 10 For convenience, the length in the channel direction (charge transfer direction) is assumed to be 1/2 for the 1/2 capacity type (corresponding to the information "O").Therefore, the accumulated charge amount is as shown in the drawing. It can be expressed in direct proportion to the area.In the transfer mode, the continuous string of information can be expressed in 4 ways: "1゛→"1゛441赫→460赫, ≦≦o赫→6 cage Ri and 660 赫→"0'" There is.

この全てについて、正しい転送が保証されなければなら
ない。第8図は、電極#1、#2、#3の全てが“1゛
の場合、すなわち“11→“1゛゜、第9図は#1と#
3が“1゛で#2が“0′″、すなわち“1゛→≦40
赫と440r≦1\第9図は#1が6≦ピで#2と#3
が“0″′、すなわち“O゛→“0゛を示したものであ
る。
In all this, correct transfer must be guaranteed. FIG. 8 shows the case where all electrodes #1, #2, and #3 are "1", that is, "11 → "1", and FIG. 9 shows #1 and #3.
3 is "1" and #2 is "0'", that is, "1" → ≦40
Akira and 440r≦1\In Figure 9, #1 is 6≦pi and #2 and #3
indicates "0"', that is, "O" → "0".

転送動作は第4図、第5図と同じで、図面番号とタイミ
ングとの関係は同一であるので、動作の詳細説明は省略
する。以上の如く、o−1と。
The transfer operation is the same as in FIGS. 4 and 5, and the relationship between drawing numbers and timing is the same, so a detailed explanation of the operation will be omitted. As above, o-1.

=2を用いて正常な電荷転送が行えるアレーを用いて。=2 using an array that can perform normal charge transfer.

一3の電圧による固定メモリとしての読み出しを次に説
明する。第11図以後は、W=iの(第1番目の電極が
アクセスされた)場合で、第11図は、固定メモリ内容
が“1”の場合を示している。
Reading as a fixed memory using three voltages will be described next. From FIG. 11 onwards, the case where W=i (the first electrode is accessed) is shown, and FIG. 11 shows the case where the fixed memory content is "1".

第10図迄で、転送モードで正常に転送される電荷量は
、固定メモリの内容にかかわらず同一であるので1ビツ
ト前は、“1″として扱つても良い事が判つているので
、第11図以後では特記しない限りこの内容を“1”と
して扱う。#(1−1)の電極下に電荷が転送されて来
るまでは、第10図迄に述べた第1及び第2の電圧のV
1とV3による転送モードの動作であるので説明を省略
する。
Up to Figure 10, it is known that the amount of charge normally transferred in the transfer mode is the same regardless of the contents of the fixed memory, so the previous bit can be treated as "1". From Figure 11 onwards, this content is treated as "1" unless otherwise specified. Until the charge is transferred under the electrode #(1-1), the first and second voltages V as described up to FIG.
1 and V3, the explanation will be omitted.

第11図Aが#(1−1)、#i、#(1+1)の電極
とその固定メモリ情報を示す図であり、同図Bは、#(
1−1)の電極下に電荷が転送されて蓄えられた状態を
示している。次のタイミングで、アクセスされたワード
の電極即ち#i電極の。
FIG. 11A is a diagram showing electrodes #(1-1), #i, #(1+1) and their fixed memory information, and FIG. 11B is a diagram showing #(
1-1) shows a state in which charges are transferred and stored under the electrode. At the next timing, the electrode of the accessed word, ie, the #i electrode.

iをi=3とする。この時電荷は同図Cに示す如く#i
の電極下に流入する。しかしレベルL4が#(1−1)
と#iとで揃うので、#(1−1)電極の下にも一部存
在する。次のタイミングで、#(1−1)電極の電位は
V(.(1−1)−1に戻り、同図Dに示す如く全電荷
は、#iの電極直下にのみ蓄えられる。
Let i be i=3. At this time, the charge is #i as shown in C of the same figure.
flows under the electrode. However, level L4 is # (1-1)
and #i, so a portion also exists under the #(1-1) electrode. At the next timing, the potential of the #(1-1) electrode returns to V(.(1-1)-1), and as shown in FIG.

次のタイミングで、#(1+1)でVG(1+1)=V
2になり、同図Eに示す如く#iに蓄えられた電荷を転
送して受け入れる空の空乏層が用意される。
At the next timing, #(1+1) and VG(1+1)=V
2, and an empty depletion layer is prepared which transfers and accepts the charge stored in #i as shown in FIG.

しかし、#i下の表面電位は、#iの領域が広いので(
゜“1”であるため)レベルL3を越えない。そのため
、同図Eに示す如く、#(1+1)の電極直下の空乏層
には、#i電極直下からの電荷の移動は無い。次のタイ
ミングで#(1+2)電極でV。
However, since the area of #i is wide, the surface potential under #i is (
゜Because it is “1”) it does not exceed level L3. Therefore, as shown in Figure E, there is no movement of charge from directly under the #i electrode to the depletion layer directly under the #(1+1) electrode. V at the #(1+2) electrode at the next timing.

(1+2)=V2VCなり、更に次のタイミングでV。
(1+】)=V1に戻る。この2つの状態が第11図の
FとGである。この結果電荷の転送は、W=iを越えた
後段に於てのみ可能となり、注入されて#i電極に転送
されて来ている電荷は、#iの電極直下に留め置かれた
ままになつている。これが第7図のt≧iの状態に対応
し、t=nで出力段である#nには電荷は現われない。
故に、t=nでここの電荷を調べ、存在していなければ
、W−1の固定メモリの内容が″1いであつたことが判
る。
(1+2)=V2VC, and then V at the next timing.
(1+])=Return to V1. These two states are F and G in FIG. As a result, charge transfer is possible only after W = i, and the charge that has been injected and transferred to the #i electrode remains directly under the #i electrode. ing. This corresponds to the state of t≧i in FIG. 7, and no charge appears at #n, which is the output stage, at t=n.
Therefore, when the charge here is checked at t=n, and if it does not exist, it is found that the contents of the fixed memory of W-1 were "1".

第11図で#(1+1)電極下に点線で示したものは、
#(1+1)電極の固定メモリ内容が“0”の場合であ
るが、上述の説明からW=iでそこの固定メモリ内容が
“1″の場合には、#(1+])の固定メモリ内容には
無関係であることが判つているので、別図の代りに点線
挿入ですませた。
The dotted line below the #(1+1) electrode in Figure 11 is
This is a case where the fixed memory content of the #(1+1) electrode is "0", but from the above explanation, if W = i and the fixed memory content there is "1", the fixed memory content of #(1+]) Since this is known to be unrelated, I have inserted a dotted line instead of a separate diagram.

第12図以後は、W=iの固定メモリ内容が″O″の場
合である。
From FIG. 12 onwards, the fixed memory content of W=i is "O".

#iの空乏層の形成される領域が小さいので、転送され
て流入した電荷によつて変わる表面電位は″1″の場合
より高くなわ、#(1+1)の電極直下の表面電位を越
えて次段に流入する。これが#i電極の固定メモリ内容
が“0″″であることを読み出す原理である。このこと
から自明なように、#(1+1)、#(1+2)の電極
直下で蓄えうる電荷量と移動する電荷量との間には重要
な関係が有る。そこで、第12図では、#(1+1)電
極が“1゛を固定情報として持つている場合について図
示した。同図Aは電極#(1−1)、#i、#(1+1
)とその固定情報を示し、同図B−Eは第11図のB−
Eのタイミングと対応している。同図Eで、電荷は#i
と#(1+1)の電極下に分布し、#(1+1)のレベ
ルL3を越えた部分が次のタイミングで#(1+2)に
流入する。そこで、#(1+2)の固定情報が問題とな
る。
Since the region where the depletion layer of #i is formed is small, the surface potential that changes due to the transferred and inflowing charges is higher than that of "1", exceeding the surface potential directly under the electrode of #(1+1) flows into the stage. This is the principle of reading out that the fixed memory content of the #i electrode is "0''".From this, it is obvious that the amount of charge that can be stored directly under the electrodes #(1+1) and #(1+2) and the amount of charge transferred There is an important relationship between the charge amount and the amount of charge.Therefore, in FIG. 12, the case where the #(1+1) electrode has "1" as fixed information is illustrated. Figure A shows electrodes #(1-1), #i, #(1+1).
) and its fixed information, and B-E in the same figure shows B- in FIG.
This corresponds to the timing of E. In E of the same figure, the charge is #i
and #(1+1), and the portion exceeding level L3 of #(1+1) flows into #(1+2) at the next timing. Therefore, the fixed information #(1+2) becomes a problem.

第13図は、#(1+2)が“0がの場合、第14図は
#(1+2)が“1″″の場合について、#i以後の3
ビツト分を図示してある。第13図Eは、第12図Eと
同じタイミングを示す。
Fig. 13 shows the case where #(1+2) is "0", and Fig. 14 shows the case where #(1+2) is "1"", and the 3 after #i
The bit portion is shown in the figure. FIG. 13E shows the same timing as FIG. 12E.

この次のタイミングで、#(1+2)でVO(1+2)
−V2となり、同図Fに示す如く、同図EでレベルL3
を越えていた電荷が全て#(1+2)下に蓄えられる。
この場合、#i直下に蓄えられる電荷量と、#(1+1
)及び、#(1+2)下に蓄えられる電荷量は等しくな
る。次のタイミングでは、#(1+])で。(1+】)
−V1に戻り、ここにあつた電荷は#(1+2)の下に
転送されて、同図Gに示す如く蓄えられる。以後のタイ
ミングでは、この#(1+2)電極下に蓄えられた電荷
が転送されて、t=nで#nの電極下に到達する。これ
が第6図に示したオペレーシヨンで、電荷が#n電極下
にt−nで存在すれば、W=iで読み出された固定メモ
リの内容が“0″″であつたことが判定できる。第14
図は、#(1+2)電極が“1″であるため、同図Fで
#(1+2)の電極直下に蓄えられた電荷量は、第13
図と同じでありながら、表面電位は低くなつている。
At this next timing, VO (1+2) at #(1+2)
-V2, and as shown in F in the same figure, level L3 in E in the same figure.
All charges exceeding #(1+2) are stored under #(1+2).
In this case, the amount of charge stored directly under #i and #(1+1
) and the amount of charge stored under #(1+2) are equal. At the next timing, use #(1+]). (1+])
Returning to -V1, the charge there is transferred to below #(1+2) and stored as shown in G in the figure. At subsequent timings, the charges stored under this #(1+2) electrode are transferred and reach under the #n electrode at t=n. This is the operation shown in Figure 6, and if a charge exists at t-n under the #n electrode, it can be determined that the content of the fixed memory read out at W=i was "0"". .14th
In the figure, since the #(1+2) electrode is "1", the amount of charge stored directly under the #(1+2) electrode in the figure F is the 13th electrode.
Although it is the same as the figure, the surface potential is lower.

しかし、次のタイミングでここに蓄えられる電荷量は、
第13図と同じであり、以後の動作では、第13図のも
のと同じとなる。第15図は、#(1+1)が″0″で
ある点が第12図と異なつている。
However, the amount of charge stored here at the next timing is
This is the same as in FIG. 13, and subsequent operations will be the same as in FIG. FIG. 15 differs from FIG. 12 in that #(1+1) is "0".

第15図Eに示す#1と#(1+1)電極直下の表面電
位は、第12図のそれと比べて高くなつているのはこの
ためである。しかし、ここに存在する電荷量は同一であ
る。前述したのと同理により#(1+2)電極の固定情
報内容によつて2つの組合せが存在する。゛0”の場合
を第16図に、“1”の場合を第17図に#i電極以後
の3ビツト分に限つて図示する。第16図では、#(1
+2)電極の蓄えうる電荷量が少いので、同図Eに於け
る蓄積電荷にもとづく表面電位は、レベルL3を若干越
している。
This is why the surface potential directly under the #1 and #(1+1) electrodes shown in FIG. 15E is higher than that in FIG. 12. However, the amount of charge present here is the same. According to the same principle as described above, two combinations exist depending on the fixed information content of the #(1+2) electrode. The case of "0" is shown in FIG. 16, and the case of "1" is shown in FIG. 17, limited to the 3 bits after the #i electrode.
+2) Since the amount of charge that can be stored in the electrode is small, the surface potential based on the stored charge in Figure E slightly exceeds level L3.

このため、次のタイミングでVG(1+1)がV1に向
つて上昇する時に、#(1+1)電極の領域でレベルL
3を越していたものの一部が#i電極の方にも流入し、
第16図Gでは、#(1+2)と#i電極とのそれぞれ
が蓄えている電荷量の比は5:7(41.7%:58.
3%)となる。第17図では、第14図と同理により上
記比率は1:1になる。以上の説明で明らかになつたよ
うに、読み出しに際してはアクセスされたワードのW−
1で指定されたビツトのみ。
Therefore, when VG(1+1) rises toward V1 at the next timing, the level L in the area of #(1+1) electrode
A part of the material exceeding 3 also flows into the #i electrode,
In FIG. 16G, the ratio of the amount of charge stored in the #(1+2) and #i electrodes is 5:7 (41.7%:58.
3%). In FIG. 17, the ratio is 1:1 based on the same principle as in FIG. 14. As has been made clear from the above explanation, when reading, the W− of the accessed word is
Only the bit specified by 1.

i−V3とし、それ以外はV1とV2の電圧間で正常の
転送制御を行い、t=nでの電荷の有無を調べることに
よつて、読み出しのためにアクセスした固定情報が゜“
0”か“ピかを判定出来る。以上説明したように本発明
によれば従来CTDでは実現できなかつた固定記憶が実
現できるので、CTDの新しい分野の開拓と、従来は固
定メモリが高価で経済的な理由で実現不可能であつた端
末機、例えば漢字パターンジェネレータを備えた入力機
器が実用化出来る。
i-V3, otherwise normal transfer control is performed between the voltages V1 and V2, and by checking the presence or absence of charge at t=n, the fixed information accessed for reading is
It can be determined whether it is "0" or "pi". As explained above, according to the present invention, fixed memory, which could not be achieved with conventional CTD, can be realized, which will lead to the development of a new field of CTD and the development of a new field of CTD, which was previously impossible to realize due to the high cost and economical reasons of fixed memory. A terminal device, for example, an input device equipped with a kanji pattern generator, can be put into practical use.

なお上記実施例ではCCDに適用した例について説明し
たが、CTDであれば、例えばBBDでも適用できるこ
とは説明するまでもないことである。
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a CCD has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a CTD, for example, a BBD.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明メモリの実施例を説明するための絶縁膜
の厚さを変えた時の転送電極電圧に対する空乏層レベル
を示す特性曲線図、第2図は第1図をCCDに適用した
模式図、第3図は第1図の特性により一方向に電荷を転
送するためのポテンシヤル井戸の階段分布図、第4図ふ
・よび第5図は本発明固定メモリの構成例およびその動
作説明図、第6図及び第7図は第4図A訃よび第5図A
の固定メモリの読み出しのための基本動作説明図、第8
図乃至第10図は第4図及び第5図の電荷転送動作説明
図、第11図乃至第17図は第4図及び第5図の読み出
し動作説明図である。 図に訃いて 11・・・一導電型半導体基板、12・・
・絶縁膜、13・・・転送電極、14・・・空乏層。
Fig. 1 is a characteristic curve diagram showing the depletion layer level with respect to the transfer electrode voltage when the thickness of the insulating film is changed to explain an embodiment of the memory of the present invention, and Fig. 2 is a characteristic curve diagram showing the depletion layer level with respect to the transfer electrode voltage when the thickness of the insulating film is changed. A schematic diagram, FIG. 3 is a staircase distribution diagram of a potential well for transferring charge in one direction according to the characteristics shown in FIG. 1, and FIGS. Figure 6 and Figure 7 are Figure 4 A and Figure 5 A.
Basic operation explanatory diagram for reading fixed memory of
10 to 10 are diagrams for explaining the charge transfer operation in FIGS. 4 and 5, and FIGS. 11 to 17 are diagrams for explaining the readout operation in FIGS. 4 and 5. Referring to the figure 11... One conductivity type semiconductor substrate, 12...
- Insulating film, 13... Transfer electrode, 14... Depletion layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電荷の流れに一方向性を与える構造の転送電極が配
列され、固定的に記憶すべき情報のそれぞれと前記転送
電極のそれぞれとを1対1に対応付けるとともに、前記
転送電極の面積を、対応する固定情報の内容にしたがつ
て異ならしめた電荷転送アレイにおいて、前記電荷転送
アレイのチャンネルの一端から一定量の電荷を注入する
手段と、この手段により注入された電荷を転送するため
の第1及び第2の電圧を順次前記転送電極に印加する手
段と、読み出しすべき固定情報に対応する転送電極のみ
に前記転送用の第1及び第2の電圧より大きい第3の電
圧を印加する手段と、前記電荷転送アレイのチャンネル
の他端において前記注入された電荷が転送されてきたか
否かを検出する手段とを備えたことを特徴とする電荷転
送固定メモリ。
1 Transfer electrodes having a structure that gives unidirectionality to the flow of charge are arranged, and each piece of information to be fixedly stored is associated with each of the transfer electrodes on a one-to-one basis, and the areas of the transfer electrodes are arranged in a one-to-one manner. In the charge transfer array, the charge transfer array differs according to the content of fixed information, the charge transfer array includes means for injecting a certain amount of charge from one end of the channel of the charge transfer array, and a first channel for transferring the charge injected by the means. and means for sequentially applying a second voltage to the transfer electrodes; and means for applying a third voltage higher than the first and second voltages for transfer only to the transfer electrodes corresponding to the fixed information to be read. , means for detecting whether or not the injected charge has been transferred at the other end of the channel of the charge transfer array.
JP51048431A 1976-04-30 1976-04-30 charge transfer fixed memory Expired JPS59982B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51048431A JPS59982B2 (en) 1976-04-30 1976-04-30 charge transfer fixed memory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51048431A JPS59982B2 (en) 1976-04-30 1976-04-30 charge transfer fixed memory

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS52132641A JPS52132641A (en) 1977-11-07
JPS59982B2 true JPS59982B2 (en) 1984-01-10

Family

ID=12803151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP51048431A Expired JPS59982B2 (en) 1976-04-30 1976-04-30 charge transfer fixed memory

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59982B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS52132641A (en) 1977-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4611309A (en) Non-volatile dynamic RAM cell
CN100466098C (en) Data storage device and refreshing method for use with such device
JP3205658B2 (en) Reading method of semiconductor memory device
US4725983A (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US4375086A (en) Volatile/non-volatile dynamic RAM system
JPS5952548B2 (en) semiconductor memory device
EP0474781A1 (en) Nvram with integrated sram and nv circuit
US4103347A (en) Zig-zag sps ccd memory
JPH10189891A (en) Non-volatile memory and its operation method
JPS6013398A (en) Semiconductor multi-value storage device
US3824564A (en) Integrated threshold mnos memory with decoder and operating sequence
JPS58143494A (en) Memory array
JPS6233672B2 (en)
US4630238A (en) Semiconductor memory device
US4037243A (en) Semi conductor memory cell utilizing sensing of variations in PN junction current conrolled by stored data
US4139910A (en) Charge coupled device memory with method of doubled storage capacity and independent of process parameters and temperature
JPH0319700B2 (en)
US4615020A (en) Nonvolatile dynamic ram circuit
US4520461A (en) Integrated high voltage distribution and control systems
US3706891A (en) A. c. stable storage cell
US4067001A (en) Line for transporting charges from storage elements in a storage field
US4103344A (en) Method and apparatus for addressing a non-volatile memory array
JPH0154796B2 (en)
JPS588078B2 (en) semiconductor storage device
JPS59982B2 (en) charge transfer fixed memory