JPS6322077B2 - - Google Patents
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- JPS6322077B2 JPS6322077B2 JP7029480A JP7029480A JPS6322077B2 JP S6322077 B2 JPS6322077 B2 JP S6322077B2 JP 7029480 A JP7029480 A JP 7029480A JP 7029480 A JP7029480 A JP 7029480A JP S6322077 B2 JPS6322077 B2 JP S6322077B2
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Classifications
-
- 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
- G11C13/047—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 electro-optical elements
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光強度の差であらわされる情報記憶
することが可能であり、かつ書き換えも容易に行
なえる半導体記憶装置に関するものである。
することが可能であり、かつ書き換えも容易に行
なえる半導体記憶装置に関するものである。
処理すべき情報量が激増しつつある現在、情報
の伝達および処理は従来の電気信号による方法か
ら光信号による方法に移る傾向にある。さらに、
光信号による情報伝達手段においては画像の形で
示される情報が伝達しうる情報量の多いことによ
り重要となつてきている。
の伝達および処理は従来の電気信号による方法か
ら光信号による方法に移る傾向にある。さらに、
光信号による情報伝達手段においては画像の形で
示される情報が伝達しうる情報量の多いことによ
り重要となつてきている。
ところで、光信号情報を従来の電気信号情報と
同様に記憶するに際して、従来から用いられてい
る手段は、光電変換機能を有する素子（例えば、
ホトダイオードやホトトランジスタ）、あるいは
装置（例えば、ビジコン等の撮像管や固体撮像
板）を用いて一旦光信号を電気信号に変化した
後、この電気信号を取り出してデイスク記憶装置
や半導体スタチツクRAM等に記憶させる方法で
あつた。即ち、従来方法では光信号情報と記憶媒
体との間に光電変換機能素子または装置を介在さ
せなければならなかつた。
同様に記憶するに際して、従来から用いられてい
る手段は、光電変換機能を有する素子（例えば、
ホトダイオードやホトトランジスタ）、あるいは
装置（例えば、ビジコン等の撮像管や固体撮像
板）を用いて一旦光信号を電気信号に変化した
後、この電気信号を取り出してデイスク記憶装置
や半導体スタチツクRAM等に記憶させる方法で
あつた。即ち、従来方法では光信号情報と記憶媒
体との間に光電変換機能素子または装置を介在さ
せなければならなかつた。
本発明の目的は光信号を直接電気信号として記
憶することが可能な半導体記憶装置を提供するこ
とにある。
憶することが可能な半導体記憶装置を提供するこ
とにある。
本発明にしたがえば、絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ構造を有し、絶縁ゲート層が２重誘電
体構造であり、かつ前記２重誘電体層表面が光導
電物質の薄膜で覆われており、さらに前記光導電
物質薄膜表面にゲート電極として遠赤外から近紫
外までの波長範囲の内少なくとも一部の波長領域
に対して透明であり、かつ導電性を有する物質の
薄膜が被着されていることを特徴とする記憶素
子、および半導体基板の一主表面上に、前記の記
憶表子が一次元ないし二次元的に配列されて形成
されていることを特徴とする記憶装置が得られ
る。
ランジスタ構造を有し、絶縁ゲート層が２重誘電
体構造であり、かつ前記２重誘電体層表面が光導
電物質の薄膜で覆われており、さらに前記光導電
物質薄膜表面にゲート電極として遠赤外から近紫
外までの波長範囲の内少なくとも一部の波長領域
に対して透明であり、かつ導電性を有する物質の
薄膜が被着されていることを特徴とする記憶素
子、および半導体基板の一主表面上に、前記の記
憶表子が一次元ないし二次元的に配列されて形成
されていることを特徴とする記憶装置が得られ
る。
次に図面を参照して本発明をより詳細に説明す
る。
る。
２重誘電体ゲート絶縁層を有する絶縁ゲート型
電界効果トランジスタ、例えば金属一窒化硅素
（Si3N4）一酸化硅素（SiO2）−シリコン構造の電
界効果トランジスタ（以下、MNOSFETと称す
る）は、第１図に断面を示す構造を有している。
即ち、Ｎ型Si基板１の表面にソースおよびドレイ
ン領域としてＰ型Si領域２が設けられている。２
つのＰ型Si領域２にはさまれたＮ型Si領域１の表
面はチヤンネル領域３であつて、チヤンネル領域
３の表面は薄い（〜20Å）SiO2層４が形成され、
さらにSiO2層４の表面には500〜700Åの厚さの
Si3N4層５が被着されており、さらにSi3N4層５
の表面にはAlゲート電極６が形成されている。
またＰ型Si領域２の一部およびチヤンネル領域３
を除いて、Si表面は厚い（〜数1000Å）SiO2層
７で覆われ、厚いSiO2層７の表面はチヤンネル
領域３上の薄いSiO2層４の表面と同様にSi3N4層
５で覆われている。また２つのＰ型Si領域２上の
SiO2層７の欠除部分にはソースおよびドレイン
電極としてAl電極８が形成されている。
電界効果トランジスタ、例えば金属一窒化硅素
（Si3N4）一酸化硅素（SiO2）−シリコン構造の電
界効果トランジスタ（以下、MNOSFETと称す
る）は、第１図に断面を示す構造を有している。
即ち、Ｎ型Si基板１の表面にソースおよびドレイ
ン領域としてＰ型Si領域２が設けられている。２
つのＰ型Si領域２にはさまれたＮ型Si領域１の表
面はチヤンネル領域３であつて、チヤンネル領域
３の表面は薄い（〜20Å）SiO2層４が形成され、
さらにSiO2層４の表面には500〜700Åの厚さの
Si3N4層５が被着されており、さらにSi3N4層５
の表面にはAlゲート電極６が形成されている。
またＰ型Si領域２の一部およびチヤンネル領域３
を除いて、Si表面は厚い（〜数1000Å）SiO2層
７で覆われ、厚いSiO2層７の表面はチヤンネル
領域３上の薄いSiO2層４の表面と同様にSi3N4層
５で覆われている。また２つのＰ型Si領域２上の
SiO2層７の欠除部分にはソースおよびドレイン
電極としてAl電極８が形成されている。
このようなMNOSFETのＮ型Si基板１とAlゲ
ート電極６との間にパルス電圧（Vpulse）を印
加すると、パルス（Vpulse）電圧の極性および
大きさにしたがつてMNOSFETの閾値電圧
（VT）は変化し、例えばパルス巾を1msとし、Ｎ
型Si基板１の電位を接地電位とした場合、第２図
に示すようなヒステリシス曲線をとる。即ち、
MNOSFETはAlゲート電極６とＮ型Si基板１と
の間に印加されるパルス電圧（Vpulse）の極性
および大きさに応じてデプレツシヨン型にもエン
ハンスメント型にもなり得る。さらに、一旦ある
パルス電圧（Vpulse）によつて設定された閾値
電圧VTは、外部よりさらにパルス電圧が印加さ
れない限り10年間程度は保持され得る。また、パ
ルス電圧の印加によるエンハンスメント型とデプ
レツシヨン型との間の変換は106回程度まで可能
である。したがつて、MNOSFETは、電気的に
書き換えが可能な不揮発性半導体記憶素子として
用いることが可能である。しかしながら、光情報
を直接は記憶できず、光電変換素子で一旦電気信
号に変換した後、この電気信号を記憶するという
方法をとらねばならず、きわめて複雑な構造とな
つていた。
ート電極６との間にパルス電圧（Vpulse）を印
加すると、パルス（Vpulse）電圧の極性および
大きさにしたがつてMNOSFETの閾値電圧
（VT）は変化し、例えばパルス巾を1msとし、Ｎ
型Si基板１の電位を接地電位とした場合、第２図
に示すようなヒステリシス曲線をとる。即ち、
MNOSFETはAlゲート電極６とＮ型Si基板１と
の間に印加されるパルス電圧（Vpulse）の極性
および大きさに応じてデプレツシヨン型にもエン
ハンスメント型にもなり得る。さらに、一旦ある
パルス電圧（Vpulse）によつて設定された閾値
電圧VTは、外部よりさらにパルス電圧が印加さ
れない限り10年間程度は保持され得る。また、パ
ルス電圧の印加によるエンハンスメント型とデプ
レツシヨン型との間の変換は106回程度まで可能
である。したがつて、MNOSFETは、電気的に
書き換えが可能な不揮発性半導体記憶素子として
用いることが可能である。しかしながら、光情報
を直接は記憶できず、光電変換素子で一旦電気信
号に変換した後、この電気信号を記憶するという
方法をとらねばならず、きわめて複雑な構造とな
つていた。
ところで、光導電体、例えば三硫化アンチモン
（Sb2S3）は暗状態での比抵抗は1013Ωcm以上であ
るが、光を照射すると照射光の強度に対応して比
抵抗が減少し、通常の室内光程度で105〜106Ωcm
程度となる。即ち、Sb2S3の導電度は照射光強度
によつて変調される。さらに、Sb2S3のこの特性
は薄膜になつても変わることはなく、非晶質薄膜
とすればより強調される。本発明は、２重誘電体
ゲート絶縁層を有する絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタと光導電体とに関する前述の特性を利用
した新規かつ有効な光情報を直接記憶できる半導
体記憶素子および半導体記憶装置である。
（Sb2S3）は暗状態での比抵抗は1013Ωcm以上であ
るが、光を照射すると照射光の強度に対応して比
抵抗が減少し、通常の室内光程度で105〜106Ωcm
程度となる。即ち、Sb2S3の導電度は照射光強度
によつて変調される。さらに、Sb2S3のこの特性
は薄膜になつても変わることはなく、非晶質薄膜
とすればより強調される。本発明は、２重誘電体
ゲート絶縁層を有する絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタと光導電体とに関する前述の特性を利用
した新規かつ有効な光情報を直接記憶できる半導
体記憶素子および半導体記憶装置である。
第３図は本発明の第１の実施例を示す断面図で
ある。Ｎ型Si基板１の表面にソースおよびドレイ
ン領域としてＰ型Si領域２が設けられている。２
つのＰ型Si領域２にはさまれたＮ型Si領域１の表
面はチヤンネル領域３である。チヤンネル領域３
の表面は薄い（〜20Å）SiO2層４が形成され、
さらにSiO2層４の表面には500〜700Åの厚さの
Si3N4層５が被着されている。さらにSi3N4層５
の表面には１〜2μｍの厚さのSb2S3薄膜９が被着
され、Sb2S3薄膜９の表面は可視光に対して透明
であり、かつ導電性を有するITO（インジウム−
スズ酸化物）薄膜１０がゲート電極として被着さ
れている。またＰ型Si領域２の一部およびチヤン
ネル領域３を除いてSi表面は厚い（〜数1000Å）
SiO2層７で覆われ、厚いSiO2層７の表面はチヤ
ンネル領域３上の薄いSiO2層４の表面と同様に
Si3N4層５で覆われている。また２つのＰ型Si領
域２上のSiO2層７の欠除部分にはソースおよび
ドレイン電極としてAl電極８が形成されている。
ある。Ｎ型Si基板１の表面にソースおよびドレイ
ン領域としてＰ型Si領域２が設けられている。２
つのＰ型Si領域２にはさまれたＮ型Si領域１の表
面はチヤンネル領域３である。チヤンネル領域３
の表面は薄い（〜20Å）SiO2層４が形成され、
さらにSiO2層４の表面には500〜700Åの厚さの
Si3N4層５が被着されている。さらにSi3N4層５
の表面には１〜2μｍの厚さのSb2S3薄膜９が被着
され、Sb2S3薄膜９の表面は可視光に対して透明
であり、かつ導電性を有するITO（インジウム−
スズ酸化物）薄膜１０がゲート電極として被着さ
れている。またＰ型Si領域２の一部およびチヤン
ネル領域３を除いてSi表面は厚い（〜数1000Å）
SiO2層７で覆われ、厚いSiO2層７の表面はチヤ
ンネル領域３上の薄いSiO2層４の表面と同様に
Si3N4層５で覆われている。また２つのＰ型Si領
域２上のSiO2層７の欠除部分にはソースおよび
ドレイン電極としてAl電極８が形成されている。
本実施例の構造において、Ｎ型Si基板１とITO
薄膜１０との間にパルス電圧（Vpulse）を印加
するとSi3N4膜５表面とＮ型Si基板１との間に加
わるパルス電圧（Vpulse）の大きさはパルス電
圧Vpulseの大きさがSb2S3薄膜９の抵抗とSi3N4
膜５および薄いSiO2膜４の合成直列抵抗とで分
割された大きさとなる。したがつて、パルス電圧
Vpulseの大きさはパルス電圧Vpulseの大きさが
一定であつてもSb2S3薄膜１０を通して入射する
光の強度によつて変化し、入射光強度が大きいほ
ど大きくなる。即ち、本実施例の構造を有する
FETは、ITOゲート電極薄膜１０とＮ型Si基板
１との間にパルス電圧を印加する際に、Sb2S3薄
膜９に光が照射されているか否かによつて、デプ
レツシヨン型とエンハンスメント型との２つの状
態をとり得ることになる。したがつて、本実施例
の構造を有するFETは１ビツト光信号情報を直
接電気信号の形で記憶することが可能となる。さ
らに、記憶の保持に関する構造は従来の
MNOSFETと変らないから、外部からのパルス
の再印加がない限り、一旦記憶した１ビツトの情
報は保持されたままであり、また、光を照射した
状態で、情報の記憶に用いたパルスとは逆極性で
充分な大きさあるいは巾を有する電圧パルスをＮ
型Si基板１とITOゲート電極１０との間に印加す
れば、もとの状態にもどる、即ち記憶を消去する
ことが可能である。
薄膜１０との間にパルス電圧（Vpulse）を印加
するとSi3N4膜５表面とＮ型Si基板１との間に加
わるパルス電圧（Vpulse）の大きさはパルス電
圧Vpulseの大きさがSb2S3薄膜９の抵抗とSi3N4
膜５および薄いSiO2膜４の合成直列抵抗とで分
割された大きさとなる。したがつて、パルス電圧
Vpulseの大きさはパルス電圧Vpulseの大きさが
一定であつてもSb2S3薄膜１０を通して入射する
光の強度によつて変化し、入射光強度が大きいほ
ど大きくなる。即ち、本実施例の構造を有する
FETは、ITOゲート電極薄膜１０とＮ型Si基板
１との間にパルス電圧を印加する際に、Sb2S3薄
膜９に光が照射されているか否かによつて、デプ
レツシヨン型とエンハンスメント型との２つの状
態をとり得ることになる。したがつて、本実施例
の構造を有するFETは１ビツト光信号情報を直
接電気信号の形で記憶することが可能となる。さ
らに、記憶の保持に関する構造は従来の
MNOSFETと変らないから、外部からのパルス
の再印加がない限り、一旦記憶した１ビツトの情
報は保持されたままであり、また、光を照射した
状態で、情報の記憶に用いたパルスとは逆極性で
充分な大きさあるいは巾を有する電圧パルスをＮ
型Si基板１とITOゲート電極１０との間に印加す
れば、もとの状態にもどる、即ち記憶を消去する
ことが可能である。
即ち、本実施例の構造を有するFETは光信号
であらわされた情報を光電変換素子を介在させる
ことなく直接電気信号として記憶する電気的に書
き換えが可能な不揮発性半導体記憶素子である。
であらわされた情報を光電変換素子を介在させる
ことなく直接電気信号として記憶する電気的に書
き換えが可能な不揮発性半導体記憶素子である。
第４図は本発明の第２の実施例を示す断面図で
ある。基本構造は第３図に示した第１の実施例と
変わるところはなく、同じ参照符号を符して説明
する。特に、光導電体薄膜としては赤外領域の光
により導電度が変化するPbS膜薄１１が用いら
れ、透明ゲート電極としては赤外線に対して透明
なポリシリコン層１２が、またソースおよびドレ
イン電極にもポリシリコン層１３が用いられてい
る。
ある。基本構造は第３図に示した第１の実施例と
変わるところはなく、同じ参照符号を符して説明
する。特に、光導電体薄膜としては赤外領域の光
により導電度が変化するPbS膜薄１１が用いら
れ、透明ゲート電極としては赤外線に対して透明
なポリシリコン層１２が、またソースおよびドレ
イン電極にもポリシリコン層１３が用いられてい
る。
本実施例の構造を有するFETの記憶および記
憶の消去に関する動作は、照射すべき光が赤外線
となる点を除いては第１の実施例と変わるところ
はないが、ゲート電極とソースおよびドレイン領
域とがいずれもポリシリコン層で形成できるた
め、製造工程が短縮化される利点を有する。
憶の消去に関する動作は、照射すべき光が赤外線
となる点を除いては第１の実施例と変わるところ
はないが、ゲート電極とソースおよびドレイン領
域とがいずれもポリシリコン層で形成できるた
め、製造工程が短縮化される利点を有する。
第５図は本発明の第３の実施例を示した図であ
つて、第３図に示した構造の１ビツト光情報記憶
素子２０をＮ型Si基板１表面に一次元的に配列し
て形成した構造を回路的に表示したものである。
各々の記憶素子２０のソース電極２ａは相互に接
続してある。第４図において各記憶素子２０は全
てデプレツシヨン状態（VT＞０）にあるとする。
ソース端子２ａ、ドレイン端子２ｂ、およびＮ型
Si基板１を接地した状態で空間的に強度が変化し
ている光１４をITOゲート電極１０側から照射す
るとSb2S3薄膜９の比抵抗は入射した光１４の強
さに応じて1013Ωcm以上から10-5Ωcm以下にまで
変化する。ここでITOゲート電極１０とＮ型Si基
板１との間に負の電圧パルスを印加すると、各記
憶素子２０のVTは照射強度の強い部分ほど負の
側へ移動する。したがつて、照射される光が白紙
上の黒い文字に対応する空間的強度変化を持つも
のであれば、ITOゲート電極１０とＮ型Si基板１
との間に印加する負の電圧パルスの大きさを選ぶ
ことによつて入射強度の強い部分（白紙に対応す
る）の記憶素子２０はエンハンスメント型に、入
射強度の極めて弱い部分（黒い文字に対応する）
の記憶素子２０はデプレツシヨン型になるように
することができる。即ち、各記憶素子２０は一次
元空間的強度変化であらわされる光信号の入射に
対して一画素を構成し、かつ光の強度差をエンハ
ンスメント型あるいはデプレツシヨン型として記
憶する。こうして記憶された情報を読みだすに
は、ソース電極２ａおよびＮ型Si基板１は接地
し、ITOゲート電極には、各記憶素子２０がエン
ハンスメント型であるかデプレツシヨン型である
かを区別しうる電位（〜OV）を印加しておい
て、シフトレジスタ等を用いてドレイン端子２ｂ
に順次負の電位を印加すれば、エンハンスメント
型となつた記憶素子２０ではドレイン−ソース間
に電流（IDS）が流れず、デプレツシヨン型の記
憶素子２０ではIDSが流れるから、結果として一
次元空間的な光強度変化に対応するシリアルな電
流パルス列が得られる。
つて、第３図に示した構造の１ビツト光情報記憶
素子２０をＮ型Si基板１表面に一次元的に配列し
て形成した構造を回路的に表示したものである。
各々の記憶素子２０のソース電極２ａは相互に接
続してある。第４図において各記憶素子２０は全
てデプレツシヨン状態（VT＞０）にあるとする。
ソース端子２ａ、ドレイン端子２ｂ、およびＮ型
Si基板１を接地した状態で空間的に強度が変化し
ている光１４をITOゲート電極１０側から照射す
るとSb2S3薄膜９の比抵抗は入射した光１４の強
さに応じて1013Ωcm以上から10-5Ωcm以下にまで
変化する。ここでITOゲート電極１０とＮ型Si基
板１との間に負の電圧パルスを印加すると、各記
憶素子２０のVTは照射強度の強い部分ほど負の
側へ移動する。したがつて、照射される光が白紙
上の黒い文字に対応する空間的強度変化を持つも
のであれば、ITOゲート電極１０とＮ型Si基板１
との間に印加する負の電圧パルスの大きさを選ぶ
ことによつて入射強度の強い部分（白紙に対応す
る）の記憶素子２０はエンハンスメント型に、入
射強度の極めて弱い部分（黒い文字に対応する）
の記憶素子２０はデプレツシヨン型になるように
することができる。即ち、各記憶素子２０は一次
元空間的強度変化であらわされる光信号の入射に
対して一画素を構成し、かつ光の強度差をエンハ
ンスメント型あるいはデプレツシヨン型として記
憶する。こうして記憶された情報を読みだすに
は、ソース電極２ａおよびＮ型Si基板１は接地
し、ITOゲート電極には、各記憶素子２０がエン
ハンスメント型であるかデプレツシヨン型である
かを区別しうる電位（〜OV）を印加しておい
て、シフトレジスタ等を用いてドレイン端子２ｂ
に順次負の電位を印加すれば、エンハンスメント
型となつた記憶素子２０ではドレイン−ソース間
に電流（IDS）が流れず、デプレツシヨン型の記
憶素子２０ではIDSが流れるから、結果として一
次元空間的な光強度変化に対応するシリアルな電
流パルス列が得られる。
このように、本発明の第３の実施例を用いれ
ば、一次元的な空間的強度変化を有する光信号で
あらわされた情報を、光電変換装置を介在させる
ことなく直接電気信号として記憶できる。ここで
Sb2S3膜８の導電度が入射光によつて充分高くな
るまでの時間は、光の強度にもよるが、通常の室
内光程度で1/30〜1/60秒という短かい時間で充分
である。また一旦光情報を記憶した本実施例の記
憶装置は、そのままで10年程度の記憶保持が可能
であるが、一様光を入射した状態でソース端子２
ａ、ドレイン端子２ｂ、およびITOゲート電極１
０を接地し、Ｎ型Si基板１に負の電圧パルスを印
加すれば全ての記憶素子２０は再びデプレツシヨ
ン型となり、即ち、記憶は消去され、あらためて
新しい光情報を記憶することが可能となる。
ば、一次元的な空間的強度変化を有する光信号で
あらわされた情報を、光電変換装置を介在させる
ことなく直接電気信号として記憶できる。ここで
Sb2S3膜８の導電度が入射光によつて充分高くな
るまでの時間は、光の強度にもよるが、通常の室
内光程度で1/30〜1/60秒という短かい時間で充分
である。また一旦光情報を記憶した本実施例の記
憶装置は、そのままで10年程度の記憶保持が可能
であるが、一様光を入射した状態でソース端子２
ａ、ドレイン端子２ｂ、およびITOゲート電極１
０を接地し、Ｎ型Si基板１に負の電圧パルスを印
加すれば全ての記憶素子２０は再びデプレツシヨ
ン型となり、即ち、記憶は消去され、あらためて
新しい光情報を記憶することが可能となる。
さらに第５図は記憶素子２０を一次元的に配列
した場合を示しているが、全く同様にして二次元
的に配列した場合に拡張することができる。但
し、二次元的配列の場合に、記憶の読み出しには
Ｘ方向とＹ方向との二方向に関して、シフトレジ
スタによるドレイン端子２ｂの順次走査が必要で
ある。また、記憶素子として第４図に示した構造
のものを用いても、赤外線領域の光に対して全く
同様の効果が得られる。
した場合を示しているが、全く同様にして二次元
的に配列した場合に拡張することができる。但
し、二次元的配列の場合に、記憶の読み出しには
Ｘ方向とＹ方向との二方向に関して、シフトレジ
スタによるドレイン端子２ｂの順次走査が必要で
ある。また、記憶素子として第４図に示した構造
のものを用いても、赤外線領域の光に対して全く
同様の効果が得られる。
以上説明したように、本発明の第３の実施例に
よる記憶装置は、光の空間的強度変化であらわさ
れる情報を、光電変換装置を介在させることなく
直接電気信号の形で記憶することが可能であり、
かつ記憶保持時間も長く、さらに電気的に書き換
えが可能な新しい半導体記憶装置であつて、産業
上極めて有用かつ顕著な効果を有するものであ
る。
よる記憶装置は、光の空間的強度変化であらわさ
れる情報を、光電変換装置を介在させることなく
直接電気信号の形で記憶することが可能であり、
かつ記憶保持時間も長く、さらに電気的に書き換
えが可能な新しい半導体記憶装置であつて、産業
上極めて有用かつ顕著な効果を有するものであ
る。
なお、以上の説明においては、二重誘電体ゲー
ト層としてSi3N4／SiO2構造を用いたがアルミナ
（Al2O3）／SiO2構造を用いてもよい。またSi基
板をＮ型、ソースおよびドレイン領域をＰ型とし
たが、それぞれをＰ型およびＮ型に反転しても光
情報の記憶および消去に用いる電圧パルスの極性
を反転すれば本発明と全く同様の効果が得られ
る。さらに、光導電体物質としてはSb2S3および
pbsを、光を透過する導電体材料としてはITOお
よびポリシリコンを用いたが、それぞれについ
て、ａ−Si、カルコゲナイドガラス、−化合
物半導体（例えばCdS）、Se−As−Teガラス等、
およびIn2O3、SnO2、TiOあるいはAu等の金属
の極薄薄膜を用いても全く同様の効果が得られ
る。
ト層としてSi3N4／SiO2構造を用いたがアルミナ
（Al2O3）／SiO2構造を用いてもよい。またSi基
板をＮ型、ソースおよびドレイン領域をＰ型とし
たが、それぞれをＰ型およびＮ型に反転しても光
情報の記憶および消去に用いる電圧パルスの極性
を反転すれば本発明と全く同様の効果が得られ
る。さらに、光導電体物質としてはSb2S3および
pbsを、光を透過する導電体材料としてはITOお
よびポリシリコンを用いたが、それぞれについ
て、ａ−Si、カルコゲナイドガラス、−化合
物半導体（例えばCdS）、Se−As−Teガラス等、
およびIn2O3、SnO2、TiOあるいはAu等の金属
の極薄薄膜を用いても全く同様の効果が得られ
る。
第１図はMNOSFETの構造を示す図、第２図
はMNOSFETの基板を接地した時のゲートに印
加する1ms巾の電圧パルスの大きさ（Vpulse）
と、この電圧パルスによつて設定される閾値電圧
（VT）との間のヒステリシス関係を示した図、第
３図は本発明の第１の実施例の構造を示した図、
第４図は本発明の第２の実施例を示した図、第５
図は本発明の第３の実施例を回路的に表示した図
である。それぞれの図において、１はＮ型Si基
板、２はＰ型のソースおよびドレイン領域、２ａ
はソース端子、２ｂはドレイン端子、３はチヤン
ネル領域、４は〜20ÅのSiO2層、５はSi3N4層、
６はAlゲート電極、７は数1000ÅのSiO2層、８
はAlのソースおよびドレイン電極、９はSb2S3
層、１０はITOゲート電極、１１はpbs層、１２
はポリシリコンゲート電極、１３はポリシリコン
のソースおよびドレイン電極、１４は入射光、２
０は１ビツトの記憶素子を示す。
はMNOSFETの基板を接地した時のゲートに印
加する1ms巾の電圧パルスの大きさ（Vpulse）
と、この電圧パルスによつて設定される閾値電圧
（VT）との間のヒステリシス関係を示した図、第
３図は本発明の第１の実施例の構造を示した図、
第４図は本発明の第２の実施例を示した図、第５
図は本発明の第３の実施例を回路的に表示した図
である。それぞれの図において、１はＮ型Si基
板、２はＰ型のソースおよびドレイン領域、２ａ
はソース端子、２ｂはドレイン端子、３はチヤン
ネル領域、４は〜20ÅのSiO2層、５はSi3N4層、
６はAlゲート電極、７は数1000ÅのSiO2層、８
はAlのソースおよびドレイン電極、９はSb2S3
層、１０はITOゲート電極、１１はpbs層、１２
はポリシリコンゲート電極、１３はポリシリコン
のソースおよびドレイン電極、１４は入射光、２
０は１ビツトの記憶素子を示す。
Claims (1)
- １ 絶縁ゲート型電界効果トランジスタの構造を
有し、絶縁ゲート層が２重誘電体構造であり、か
つ前記２重誘電体層表面が光導電物質の薄膜で覆
われており、さらに前記光導電物質薄膜表面にゲ
ート電極として光透過性で、かつ導電性を有する
物質の薄膜が被着されていることを特徴とする記
憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7029480A JPS56165985A (en) | 1980-05-27 | 1980-05-27 | Storage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7029480A JPS56165985A (en) | 1980-05-27 | 1980-05-27 | Storage device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56165985A JPS56165985A (en) | 1981-12-19 |
| JPS6322077B2 true JPS6322077B2 (ja) | 1988-05-10 |
Family
ID=13427295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7029480A Granted JPS56165985A (en) | 1980-05-27 | 1980-05-27 | Storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56165985A (ja) |
-
1980
- 1980-05-27 JP JP7029480A patent/JPS56165985A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56165985A (en) | 1981-12-19 |
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