SE436667B - Minnescell med flytande styre vars kapacitans er storre till emitter en till kollektor - Google Patents
Minnescell med flytande styre vars kapacitans er storre till emitter en till kollektorInfo
- Publication number
- SE436667B SE436667B SE7907382A SE7907382A SE436667B SE 436667 B SE436667 B SE 436667B SE 7907382 A SE7907382 A SE 7907382A SE 7907382 A SE7907382 A SE 7907382A SE 436667 B SE436667 B SE 436667B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- region
- emitter
- collector
- regions
- volts
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 5
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 241000951490 Hylocharis chrysura Species 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000004706 scrotum Anatomy 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/03—Injection moulding apparatus
- B29C45/07—Injection moulding apparatus using movable injection units
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
- G11C16/0408—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors
- G11C16/0433—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors comprising cells containing a single floating gate transistor and one or more separate select transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B69/00—Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
Description
15 20 25 .30 35 H0 vanvzsz-1 2 potential mellan emitterregionen och kollektorregionen vid en given strömnivå. För att programmera kända Pfkanalëanordningar med flytande styre behöver man i typiska fall signaler med en amplit av 35 volt vid strömnivåer på 5 mílliampere.“ När det gäller tekni- ken för integrerade kretsar betraktas dessa signaler som högeffekt- signaler. Dessa högeffektsignaler är ej endast svåra att alstra och avkoda, utan därtill medför de så stor värmeutveckling att kontinu- erlig programmering är omöjlig, varför användaren är hänvisad till =e att utveckla komplicerade puls- och slingprogrammerare. I denna beskrivning redogöres för en ny halvledaranordning med flytande styre, vid vilken fullständig inskrivning kan ske vid mycket lägre spännings- och strömnivåer än vid hittills kända anordningar. _".I en med flytande styre utförd halvledaranordning enligt uppfinningen är halvledaranordningens kollektorregion omsluten ae kanalregionen, vilken i sin tur är omsluten av emitterregionen, varvid-vardera av kanal- och emitterregionerna har en ramliknande sluten geometri (t.ex. så att den slutes till sig själv som en fyrkantig eller rektangulär ring). Det flytande styret som är isolerat från och ligger över kanalen följer kanalregionens ramlike nande kontur och har en sluten geometri. Dessutom är emitterregio- nen, kanalregionen och kollektorregionen i de flytande styre uppvi~ sande halvledaranordningarna enligt uppfinningen företrädesvis framställda i en halvledarkropp på ett isolerande substrat. '_ I enlighet med uppfinningen åstadkommas dessutom en icke-flgk- tig minnesstruktur av typen med flytande styre vilken lätt kan framställas i en x-y-matris i vilken en individuell anordning i skärningspunkten mellan en viss rad och en viss kolumn är lättëtkom- lig för programmering, omprogrammering eller läsning.
Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslnt- ning till på bifogade ritning med fig. 11- 5 visade utföringsexem- pel. Fig. 1 är en planvy av en del av en integrerad kretsanordning i vilken uppfinningen är tillämpad. Fig. 2 visar ett tvärsnitt enligt g linjen 2-2 i fig. 1. Fig. 3 visar ett tvärsnitt enligt linjen 3«š i fig. 1. Fig. H är ett ekvivalent schema över en cell i det i fig. 1 visade mönstret. Fig. 5 är ett ekvivalent.schema över en anordning med flytande styre.
Fig. 1 visar en del av en integrerad krets som innefattar ett mönster av minnesceller 10. Varje cell innefattar i enlighet med vad som framgår av fíg. 4 en transistor PS med flytande styre, vilken fungerar såsom lagríngs- eller minnesorgan, samt en ord» 10 15 20 '25 30 35 NO 7907382-1 3 1inje-Omkopplinsstransistor Pw. Transistovn vw används för att antingen iS°l@Pa en Vald PS från VDD eiier hårt koppla PS tili VDD och kan ersättas med en lämplig i en enda riktning ledande komponent (t.ex. en diod) eller annat omkopplingsarrangemang.
Eftersom samtliga celler är likadana skall i det följande endast uppbyggnaden av en cell beskrivas i detalj. Även om uppfinningen här har beskrivits med användning av kisel på safir ("SOS-teknik"), är det vidare även möjligt att tillämpa den i massivt kisel eller med användning av annan lämplig metod.
En cell 10 kan framställas i enlighet med vad som framgår av 1, 2 och 3. åaflet PS) som pà sin yt-perimeter är omgiven av en styre-struktur 25a, vilken i sin tur är omgiven av en emitterregion 26. Den ram-liknande styre-strukturen 25a är isolerad från och befinner sig över en kanal-region 24 (framställd mellan regionerna 22 och 26, se fig. 2 och 3) och har en sluten geometri. Detta innebär att styre-strukturen har konfigurationen av ett slutet mönster i vilket Även om rektangulära strukturer är fig. I fíg. 1 visas en kollektorregion 22 (i minnesor- finns en central öppning. visade, kan man använda en godtycklig topologiskt sluten form. rektangulära formen föredrages på grund av dess anpassbarhet till integrerade kretsstrukturer med relativt hög packníngstäthet.
Omkring emitterregionen 26 och omgivande densamma vid dess ytperi- meter, finns en av polykristalliniskt kisel (poly eller polykisel) bestående ramliknande struktur 28 som fungerar såsom fältskärm.
Strukturen 28 för till varandra gränsande celler í en kolumn är gemensam och bildar en ledare som kallas ordlinjen eller ordled- ningen. Denna sträcker sig längs hela kolumnen. Strukturen 28 tjänstgör som en fältskärm mellan angränsande celler i en kolumn och SOM SfiYP@lGktF0d fö? FW-transistorerna längs en rad. Emitterregi- Oflen 0°h k0llGkt0PP@ßí°n@fl i Pw-transistorerna innefattar för var och en en region H2 till vilken är tillförd en potential (+VDD volt) samt regionen 26.
Av fig. 2 framgår att cellen 10 är framställd på ett safir- substrat 12 som har en övre yta 1ü. I enlighet med vad som är känt inom SOS-tekniken (tekniken med kisel på safir) appliceras ett skikt 16 av epitaxiellt odlat kisel på ett substrat 12. Det epitaxiella skiktet 16 är ursprungligen av en första konduktivitetstyp (N-typ i detta exempel) och har en yta 18. Regioner av typ P+ som är indif- Den funderade in i det epitaxiella skiktet 16 bildar emitterregionen och kollektorregionen i de flytande styre uppvisande PS_trans¿StS°_ -10 15 20 25 30 35 RO 'Wmšwsi H rerna och ordlinjetransistorerna Pw_ Regionen 22 av konduktívíl tetstypen P+ utgör kollektorregion i PS. Regionen 2H av N-typ, vilken representerar kanalregionen i PS, sluter pung omkring @11;; omger regionen 22. Regionen 24 är isolerad från befinner sig un den flytande styrelektroden 25a. Regionen 26 av konduktivitetstynen P+, intill regionen Zß, tjänstgör såsom emitterregíon i PS can SåS°m k°llekt°PPeEí°H i FW. Regionen 26 sluter sig omkring kanalregionen ZN. Regionen 27 av N-typ befinner sig intill regi^fien 26 och tjänstgör såsom ett skyddsband (eller som isolerande orglli mellan till varandra gränsande anordningar längs en kolumn (i riktningen 2-2). Dessutom fungerar regionen 27 såsom kanalregisn i FW-transistorn i radriktningen (3-3). Ovanför och isolerat från regionen 27 ligger det fältavskärmande ledande skiktet 28, vilket Såvïfifi åällef PS och cellen 10 har samma ramliknande konfiguratifin som regionen 27. Mellan regionen 27 i en kolumn och en liknande region 27' i en angränsande kolumn finns en diffunderad region H3 som sträcker sig längs hela kolumnen. iEn potential uppgående till +VDD volt tillföres till regionen H2, vilken tjänstgör som emitter i de Pw=transistorer som är framställda längs de båda till vara andra gränsande kolumnerna.
Emitter- och kollektorregionerna är framställda i ett skikt 15 ovanför vilket finns ett termiskt odlat kiseldioxidskikt 36 (i ä - följande kallat styre-oxidskiktet) med en tjocklek av ungefär 1000 Å (fig. 2 och 3). Ett skikt av polykisel är applicerat eller odlat på oxidskiktet 36 är har därefter avmaskats och etsats för framstello ning av såväl delarna 25a vilka representerar flytande-styre-elelf Fódefl i P3 och delarna 28 som representerar ordlinjekolumn- ledarna. Polykiselregionerna 25a och 28 är starkt dopade så att de blivit ledande. Polykiselskiktets tjocklek är av storleksordningen 5000 Å. Av fig. 3 framgår att ordlinjen 28 tjänstgör såsom styre» -elektrod i en P-kanal-anordning Pw som har en emitteppegion gg och en kollektorregion 26 samt en_kanalregion 27. Koncentriciteäen för transistorernas med flytande styre och omkopplingstransistoe rernas strukturer framgår likaledes av fig. 2 och 3.
-Efter framställningen av det flytande styret 25a och styret 28 odlas termiskt ett andra-skikt 37 av isolerande fältoxid över styrena 25a och 28 till en tjocklek av ungefär 1000 A. Styrena šša och 28 är därför fullständigt omgivna och täckta av termiskt odlad oxid. Eftersom denna första termiska oxid har relativt hög kvaïím tet, är den takt i vilken laddning läcker bort från den flytande 10 15 20 25 30 35 HO 7907382-1 5 styrelektroden 25a relativt låg. Därefter kan tjookleken av fält- oxiden ökas med ytterligare ca 3000 Å med användning av en oxid av relativt sett lägre kvalitet än det termiskt odlade skiktet.
Betydelsen av att bygga upp fältoxiden av två olika oxidtyper kommer att framgå av det följande.
Kontaktöppníngar 54 etsas därefter i fältoxidskiktet 37 för kontaktering av kollektorregionerna 22, och en lämplig metallkontakt odlas eller pàlägges i dessa öppningar. För att fullborda anord- ningen framställes metall-bit-linjer (BL1, BL2) och åtminstone en metall-mättningsstyrningslinje (65, fig. 2) exempelvis genom påläggning av ett metallskikt (t.ex. aluminium), avmaskning och etsníng.
Varje bit-linje BL1, BL2 som sträcker sig längs en rad gör kontakt via kontakthål Sü med kollektorerna (22, 22') 1 samtliga P5-transístorer i denna rad.
Mättningsstyrningsgrinden 65 är gemensam för samtliga anord- ningar i aggregatet 8, men individuella styrningsgrindremsor, vardera gemensam för antingen en rad eller två till varandra grän- sande rader, kan lika väl framställas. .
Kretsanslutningar göres till de olika ordlinjerna (28, 28') och till bit-linjerna (BL1, BL2 etc.) för omkoppling av potentia- lerna på dessa linjer för selektiv inskrivning i och utläsning av innehållet i minnet i ett valt ord. Bit-linjerna och ord-linjerna (ledare) åvkodas därför. _ Metallstyre-mättningskontrollgrinden 65 som är framställd ovanpå fältoxiden överlappar det flytande styret och kan fungera som en mínnesfunktion uppvisande kondensator (“bootstrap capacitor").
Eftersom mättningsstyrningsgrinden är isolerad från resten av kretsen genom ett tjockt oxidskikt (i typiska fall 4000 A), kan mycket höga spänningar tillföras till densamma utan risk för skador (d.v.s. sprickor i oxiden eller skada på andra komponenter) i de flytande styre uppvisande halvledarkomponenterna. Vid användning av minnesaggregatet kan mättningsstyret drivas som en passiv elektrod till vilken stora spänningsändringar (exempelvis 0 till 200 volt) tillföres. Normalt förblir den potential VGS som är t111föpd till mättningsstyret konstant under hela den tid en operation (t.ex. skrivning, radering, läsning) varar. Dess spänning skulle kunna avkodas och omkopplas i likhet med bit- och ordlinjerna. Detta skulle emellertid kräva omfattande kretsar som kan arbeta med höga spänningar. 10 15 20 25 30 35 40 peerage-vi V Ö Enligt uppfinningen utförda anordningar kan programmeras vid relativt låga spänningar (exempelvis 10 volt) och extremt låga strömmar (exempelvis 1 mikroampere). Den effekt 1 x 10”6 ampere x 10 volt = 10 x 10'6 watt som krävs för att programmera en anordning enligt uppfinningen ää många storleksordningar mindre än den effekt, exempelvis 5000 x 1o'6 ampere x 35 voit = 175.ooo~x 1o'5 watt som erfordras för att programmera hittills kända anordningar med flytande styre. Förutom den väsentliga minskningen i effektförbrnk- ningen medför möjligheten att skriva vid en mycket lägre spänning (t.ex. 10 volt i jämförelse med 35 volt) att anordningen kan göras mindre och tätare packad utan risk för överslag. Den väsentligt lägre strömförbrukningen gör det möjligt att sänka kraven på mata ningsdonet och att minska spänningsfall och nålpulser längs de strömförande ledningarna och anordningarna.
Härtill kommer att anordningar enligt uppfinningen kan program- meras vid spänningar väl understigande anordningarnas normala genombrottsspänning mellan emitter och kollektor (exempelvis 33 volt vid 1 mikroampere) och kan raderas med relativt låga mättnings- styrníngsspänningar.
De viktiga fördelar som uppnås med anordningar enligt uppfin- ningen torde vara betingade av ett eller flera av följande särdrag (vart för sig eller i kombination): a) ramliknande uppbyggnad av anordningen med flytande styreš b) den geometriska osymmetrin för emitter och kollektor i anordningen med flytande styre; c) möjligheten att tillföra stora potentialer till mättnings~ styret; d) strukturen och egenskaperna hos det epitaxiellt odlade kiselskiktet 16 på ett isolerande suhstrat (exempelvis safir);, samt e) de olika oxider som används för framställning av fältoxíd~ skiktet. * För att programmera en anordning med flytande styre PS måege men applicera en elektrisk laddning på dess flytande styre 25a. 'a Detta åstadkommas genom att man gör den Pw_gpan51St°p'1edande gang kollektorströmbana är i serie med PS-tpensisgepne, Hänvisning göres nu till fig. 4. När en potential tillföres till ordlinjen 28 som är negativ i förhållande till VDD (där VDD exempelvis än 15 volt) slås FW till och VDD voit tillföras via Pw=s lednings- bana till regionen 26 som utgör emitter i PS, För att prognammeïa 10 15 20 25 30 35 RO '7907382-1 7 aflordflineen PS göres därför- först dess tillhörande Pw ledande genom tillförande av en lämplig puls till ordlinjen och genom att åSÜfldk0mma att VDD volt tillföres till regionen 26 vilken fungerar såsom emitter i PS. Kollektorn (regionen 22) i transistorn PS ansluten till en bitlinje (t.ex. BL1) hållas víd_en gemensam potential (exempelvis jordpotential). En positiv potential, exem- pelvis 50 volt, tillföres till mättningsstyret 65. För att skriva in den önskade informationen i PS måste man se till agg de 50 volt som tillföras till dess styre, de 15 volt som tillföres till dess emitter och jordpotential till dess kollektor uppträder under en tidrymd som ej understiger exempelvis 10 millisekunder. .När dessa villkor är uppfyllda föreligger ett stort utarmningsområdfl eller -skikt under det inversionsskikt som bildas nära ytan av den ledande kanalen mellan emitterregionen och kollektorregionen i PS, Energirika elektroner från utarmningsområdet genomtränger styre- -oxidskiktet 36 och infångas av det flytande styret 25a. Denna injektion av energirika laddningsbärare genom styre-oxidskiktet 36 inträffar när elektronerna har tillräcklig energi för att hoppa över det energi-bandgap som är förknippat med gränsytan mellan kisel- substratet och kiseldioxid-styreskiktet 36.
Den ramliknande struktur som det flytande styret 25a uppvisar ökar anordningens elektronuppsamlings-effektivitet, ty hela den elektronemitterande regionen är omgiven av det flytande styret 25a.
Den koncentriska uppbyggnaden av styrena 25a, 28 tillåter dessutom såväl fält-skärmen 28 och lagrings-styret 25a att fungera såsom skärm för att blockera flödet av energírika elektroner från en under programmering varande anordning till intill befintliga minnesceller inom de med hög täthet utförda aggregaten.
Den flytande styre uppvisande strukturen 25a har en inre perifer gräns till regionen 22 och en yttre perifer gräns till regionen 26. Den inre gränsens perimeter och den tillhörande kon- taktarean mellan flytande styre och kollektor är uppenbarligen mindre än perimetern för den yttre gränsen ooh tillhörande kontakt- area mellan styre och emitter.
Följaktligen är kapacitansen (G1) mellan det flygande Styret och emittern större än kapaoitansen (C2) mellan det flytande styret och kollektorn. Detta särdrag medför en väsentlig fördel, eftersom det möjliggör att en mycket större del av den till emitter- elektroden tillförda spänningen kopplas till det flytande styret.
Som framgår av fig. 5 kan anordningen PS med flyganne styre . 79Û7382~i 10 15 20 25 ' 3o 8 representeras av en P-kanal-transistor PS som har en kondensator C1 kopplad mellan sin emitter och sitt flytande styre (GF) och en kendeneeter G2 kopplad mellan GF ooh kollektorm. Dessutom Visas en kapacïtaflä C3 som representerar fältets kapacitans mellan °Xid"°eh GF kopplad mellan GF ooh mättnlngsstyret GS. Antag exempelvis ett G1 är lika med zcï ooh lika med 6c3 ooh att PS programmeras för första gången. I det tillstånd_då spänningen På emíttern är 15 V°1t °°h G3 är jordad, kommer GF att drivas till 9 volt på grund av den kapacitiva spänningsdelningen mellaæ C1, C2 och C3. Den positiva 9V-spänningen på styret attrahe- rar de energiríka elektronerna genom injicering igenom styrets oxidskikt. Som ovan nämnts kommer desssutom tack vare det flytande styrets ramform uppsamlingsverkningsgraden att öka eftersom stj; å innesluter den elektronemítterande regionen. Elektroner attrahera till styret till dess att dess potential sjunker till ett värde lika med exempelvis 0 volt. När detta tillstånd har uppnåtts, bildas ett repellerande fält vilket förhindrar vidare urladdning av det flytan- de styret, d.v.s. attraheríng av elektroner. jøm C1 och G2 vore lika stora och lika med (9/2) G3 och samma skrivpotential (VS=15, VG=0 volt, VD=0) som förut påledeea Skulle GF endast drivas till +6,75 volt. Givetvis skulze styret då laddas till en lägre potential. Osymmetrin mellan Cï °°h C2 (C1 större än G2) accentueras genom konfigurationen såsom koncentrisk ring eller ram med kollektorn i mitten och emite tern på avstånd från mitten. På detta sätt säkerställas att C1 gp större än G2, _ Mättfiíflâsstyret (GS) förbättrar ytterligare GF's möjlighet att anta en högre potential än vad som skulle vara möjligt om êg ej funnes. Nettoresultatet av att man tillför exempelvis 50 volt till GS är att man bringar VGF (till följd av spänningsdelning mellan G1, cz ooh c ) att öka från 9 volt till 1M volt. Detta lverkar på två sätt: a) dels ökar det VGF ännu mera, så att GF 35 UO attraherar flera elektroner och så småningom blir ännu mera negativt laddat, när de till emittern och mättningsstyrena tillförda poten- tialerna återgår till noll volt; och b) dels kommer tillförandet av en högre Spänning (ä.eX. in VOIÉ) till GF att meföpa redugering av potentialskillnaden mellan styre och emitter (t.ex. 15) i PS så att konduktiviteten i dess ledningsbana och därmed dess effektför» brukning i hög grad reduceras. Genom att tillföra en tillräckligt hög potential till mättningsstyret är det i själva verket möjligt 10 15 20 25 30 35 H0 7907382-1 9 att fullständigt programmera en flytande styre uppvisande halv1edar~ anordning utan att någon väsentlig ström går mellan anordningarnas emitter och kollektor (nämligen 1 mikroampere eller därunder).
Detta medför en betydande minskning av effektförbrukningen. Mätt- ningsstyrelektroden kan därför användas både för att höja den effektiva tröskeln fö? PS-transistorn och för att samtidigt minska dess konduktivitet under programmeringen.
Så snart halvledaranordningen med flytande styre har uppnått fortfarighetstillstándet efter det att man till densamma tillfört SkPíVD0fi@nfiíä16F kan GF antagas befinna sig på potentialen noll volt. Den därpå följande âtergången, vid slutet av skrivcykeln, då emitterpotentialen går till noll volt, uppträder som ett negativt steg med 15 volts amplitud, vilket medför att VGF sänkas med 9 volt (på grund av den kapacitiva spänningsdelningen mellan C1, G2 och G3) till -9 voit. _ i Om och när mättningsstyre-spänningen sänkes från 50 volt till 0 volt, sänkes på liknande sätt VGF ytterligare 5 volt till -1u VOlfi- Tvanßisfivrn PS har då en effektiv tröskeispänning lika med -14 volt och har övergått till ett tillstånd med högre konduktivitet (motsvarande en styre-emitter-potential av -1ü volt) vilket ger snabbare åtkomst till minnet eftersom större strömmar kan är möjli- ga, och dessutom erhålles bättre datakvarhâllning till följd av den längre period som krävs för att i signifikant grad reducera den laddning som är lagrad på det flytande styret, Med avseende på det epitaxiellt odlade kiselskiktet 16 kommer kristallstrukturens kvalitet, elektronrörligheten, minoritetsladd- ningsbärarnas livslängd ooh därmed den fria medelväglängden mellan kollisioner att öka när man går från den undre ytan 14 till den övre ytan 18 av det epitaxiella skiktet. När det gäller anordningar av typen SOS (kisel på safir) torde det finnas skäl att anta att lavineffekt i utarmningsområdet resulterande i laddning av det flytande styret äger rum nära skiktets 16 yta, detta i kontrast till vad som är fallet vid anordningar som är framställda i massivt kisel, där lavineffekt kan uppträda i andra punkter mellan de diffunderade regionerna. I Vid ett epitaxizllt odlat skikt (t.ex. 16) på safir finns i skiktet många kristalliniska regioner kallade “korn", vilka är lägesensade på liknande sätt men ej exakt. Där två olika "korn" möter varandra definierar de en korn-gräns. Det är sannolikt att kornstorlekarna i skiktet är jämförbara med storleken av utarmnings-D ?9Û?382°=1 10 15 20 25 jsog 35 40' 10 området nära kollektorn. Detta möjliggör inträffandet av lokal lavineffekt längs korngränserna vid spänningar som är lägre än F ü som krävs för lavineffekt i stor skala över hela utarmningsomraš , Det som resultat erhållna lokala genombrottet och alstring av elektroner med hög energi har så effektiv verkan i denna struktur att programmering sker med lavingenombrottsströmmar som understiger Detta förklarar Q; "' den observerade lägre spänning som erfordras för att programmefa 2 anordningens normalt konstaterade läckström.
SOS-teknik utförda anordningar enligt uppfinningen.
Den elektronladdning som är lagrad på GF kan elektriskt avlägsnas genom tillförande av en hög positiv potential (exempelvis 20 till 200 volt) till mättningsstyret och t.ex. anslutning av jordpotential till emittern och kollektorn i PS_ _ Det förefaller sannolikt att appliceringen av ett tjockt felen. 3,7 kl) oxidskikc av relativt sec: högre konduktivitet (lägre kvalitet) ovanpå ett tunt (t.ex. 300 Å) termiskt odlat oxídskikt n relativt låg konduktivitet (god kvalitet) ovanpå det flytande styret är en_betydelsefu1l faktor när det gällt att förbättra möjligheten Den elektriska raderíngen av den att elektriskt radera anordningen. flytande styre uppvisande anordníngen enligt uppfinningen med dess icke-likformiga dielektrikum i fältoxidskiktet uppnås vid mycket lägre potentialer än som förväntas vid strukturer av liknande storlek men med likformigt oxidskikt. De elektriska fälten i dielektriket omfördelas till följd av icke-likformigheterna i eïiden så att fältstyrkan ökas i oxidskiktet närmast det flytande styret, Denna effekt, i kombination med ökningen i den lokala fältstyrkan till följd av ytskrovlighet hos det flytande polykisel-styret möjliggör att Fowler-Nordheim-tunneleffekten inträffar vid lägre spänningar än som man skulle vänta sig vid ett likformigt oxidsl lEn vald anordning för ett ord (eller samtliga anordningar längs en rad) läses genom att man gör dess tillhörande Pw_1ed¿nde Ogk avkänner den ström som går genom PS till den till kollektorn i PS anslutna bit-ledningen.
Utläsning från anordningen sker som svar på tillförandet av en relativt låg spänning (5 volt) mellan anordningens emitter och kollektor.f I det sr: exempel valda fallet där C1 = 2C2 = 603 kommer en oprogrammerad minnesoell att ha sitt styre höjt till +3 volt och därför en spänningsskillnad mellan emitter och kollektnr uppgående till 2 volt. Om P-tröskeln är lika med eller högre än 2 volt, kommer anordningen ej att leda någon ström (utom läckströmšß 1907382-1 11 En pr-ogrammerad anordning kommer emellertid att ha en potential- skillnad mellan emitter och kollektor uppgående till 16 volt, vilket säkerställer att stor str-öm kommer' att gå från kollektorn till en för ändamålet avpassad avkänningsförstärkare vilken detekterar strömskíllnaden mellan de båda tillstånden.
Claims (7)
1. En icke-flyktig mínnesanordning innefattande en flytande styre uppvisande minnescell (10) som har en första (22) och en andra (26) halvledarregion åtskilda av en tredje region (2U); nämnda första (22) och.andra (26) regioner bildar kollektor respektive emitter i nämnda minnescell (10) och den tredje regionen (24) tildar cellens (10) kanal=region; varjämte nämnda flytande styre uppvisande minnescell (10) har ett första ledande flytande-styre-organ (2Ea} som är isolerat från och ligger över nämnda kanal-region (EH), samt ett andra ledande styre4organ (65) som är isolerat från och lig anordning är k ä n n e t e c k n a d av organ för att göra 1 i- tansen mellan nämnda flytande-styre-organ och emittern större än kapacitansen mellan nämnda flytande styre-organ och kollektornfi varvid kanal-regionen (2ü) omsluter kollektorregionen (22) och sluter sig tillbaka till sig själv; varjämte emitterregionen (252 omsluter kanal-regionen (2ü) och sluter sig tillbaka till sig själv; varjämte det första flytande-styre-organet (25a) ligger över ka regionen (ZN) i hela dess längd och sluter sig tillbaka till sig själv. 2 1 ~ _
2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av nämnda första (22), andra (26) och tredje (2U) regioner är anor inom en halvledarmaterialkropp (16) som befinner sig på ett isela= rande substrat (12).
3. Anordning enligt kravet 1, k ä n n evt e c k n a d av att den dessutom innefattar en fjärde region (27) av halvledarmateriæl vilken omger emitter-regionen (26) och sluter sig tillbaka till sig själv, samt ett tredje, fältskärmande ledande skikt (28) som är isolerat från och ligger ovanför den fjärde regionen (27) och likaledes sluter sig tillbaka till sig själv; varvid nämnda första (22), andra (26), tredje (2ü) och fjärde (27) regioner är anordnade i en halvledarmaterialkropp (16) som befinner sig på ett isolerande substrat (12).
4. , Anordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första (22) och tredje (26) regioner är av en första konduk- tivitetstyp under det att den andra (ZÄ) och den fjärde (27) regie» nen är av den motsatt; konduktivitetstypen.
5. Anordning enligt kravet U, k ä n n e t e c k n a d av att den dessutom innefattar dels en femte region (42) av nämnda första konduktivitetstyp och dels organ för att tillföra en potential till nämnda femte region (42), varvid nämnda tredje ledande skikt šåšš ,3 f veovsaz-1 tjänstgör såsom styrelektrod i en fälteffekttransistor vars emitter- region och kollektor-region utgöres av nämnda andra (26) och femte (H2) region, varjämte nämnda fälteffekttransistor när den göres ledande kopplar nämnda potential till den andra_regionen (26).
6. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att kollektorregionens (22) perimeter är mindre än emitterregionens (26) perimeter.
7. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den dessutom innefattar organ för att bilda ett första relativt tunt, högkvalitativt isolerande skikt som fullständigt omger det första flytande styre-organet (25a) och ett andra relativt tjockt, lågkvalitativt isolerande skikt ovanpå nämnda första högkvalitativa skikt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/948,507 US4185319A (en) | 1978-10-04 | 1978-10-04 | Non-volatile memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7907382L SE7907382L (sv) | 1980-04-05 |
SE436667B true SE436667B (sv) | 1985-01-14 |
Family
ID=25487925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7907382A SE436667B (sv) | 1978-10-04 | 1979-09-05 | Minnescell med flytande styre vars kapacitans er storre till emitter en till kollektor |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4185319A (sv) |
JP (2) | JPS5552274A (sv) |
DE (1) | DE2939300B2 (sv) |
FR (1) | FR2438318B1 (sv) |
GB (1) | GB2033656B (sv) |
IT (1) | IT1123266B (sv) |
SE (1) | SE436667B (sv) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4302765A (en) * | 1978-09-05 | 1981-11-24 | Rockwell International Corporation | Geometry for fabricating enhancement and depletion-type, pull-up field effect transistor devices |
JPS5742161A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-09 | Fujitsu Ltd | Semiconductor and production thereof |
US4651186A (en) * | 1981-11-18 | 1987-03-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Field effect transistor with improved withstand voltage characteristic |
US4486859A (en) * | 1982-02-19 | 1984-12-04 | International Business Machines Corporation | Electrically alterable read-only storage cell and method of operating same |
US4590503A (en) * | 1983-07-21 | 1986-05-20 | Honeywell Inc. | Electrically erasable programmable read only memory |
US4571704A (en) | 1984-02-17 | 1986-02-18 | Hughes Aircraft Company | Nonvolatile latch |
US4736342A (en) * | 1985-11-15 | 1988-04-05 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a field plate in a high voltage array |
US4933904A (en) * | 1985-11-29 | 1990-06-12 | General Electric Company | Dense EPROM having serially coupled floating gate transistors |
US5017505A (en) * | 1986-07-18 | 1991-05-21 | Nippondenso Co., Ltd. | Method of making a nonvolatile semiconductor memory apparatus with a floating gate |
US4791464A (en) * | 1987-05-12 | 1988-12-13 | General Electric Company | Semiconductor device that minimizes the leakage current associated with the parasitic edge transistors and a method of making the same |
US4918498A (en) * | 1987-05-12 | 1990-04-17 | General Electric Company | Edgeless semiconductor device |
US4864380A (en) * | 1987-05-12 | 1989-09-05 | General Electric Company | Edgeless CMOS device |
JPH07109873B2 (ja) * | 1988-07-05 | 1995-11-22 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
US5256370B1 (en) * | 1992-05-04 | 1996-09-03 | Indium Corp America | Lead-free alloy containing tin silver and indium |
DE69323484T2 (de) * | 1993-04-22 | 1999-08-26 | St Microelectronics Srl | Verfahren und Schaltung zur Tunneleffektprogrammierung eines MOSFETs mit schwebendem Gatter |
US5510630A (en) * | 1993-10-18 | 1996-04-23 | Westinghouse Electric Corporation | Non-volatile random access memory cell constructed of silicon carbide |
KR0137693B1 (ko) * | 1994-12-31 | 1998-06-15 | 김주용 | 셀프 부스트랩 장치 |
US5777361A (en) * | 1996-06-03 | 1998-07-07 | Motorola, Inc. | Single gate nonvolatile memory cell and method for accessing the same |
US7154141B2 (en) * | 2001-02-02 | 2006-12-26 | Hyundai Electronics America | Source side programming |
FR2823363B1 (fr) * | 2001-04-05 | 2003-12-12 | St Microelectronics Sa | Procede d'effacement d'une cellule-memoire de type famos, et cellule-memoire correspondante |
EP1964170A2 (en) * | 2005-12-21 | 2008-09-03 | Sandisk Corporation | Flash devices with shared word lines and manufacturing methods therefor |
US7655536B2 (en) * | 2005-12-21 | 2010-02-02 | Sandisk Corporation | Methods of forming flash devices with shared word lines |
US7495294B2 (en) * | 2005-12-21 | 2009-02-24 | Sandisk Corporation | Flash devices with shared word lines |
JP4789754B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2011-10-12 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US8320191B2 (en) | 2007-08-30 | 2012-11-27 | Infineon Technologies Ag | Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device |
JP2012174762A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Toshiba Corp | 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3500142A (en) * | 1967-06-05 | 1970-03-10 | Bell Telephone Labor Inc | Field effect semiconductor apparatus with memory involving entrapment of charge carriers |
US3660819A (en) * | 1970-06-15 | 1972-05-02 | Intel Corp | Floating gate transistor and method for charging and discharging same |
US3728695A (en) * | 1971-10-06 | 1973-04-17 | Intel Corp | Random-access floating gate mos memory array |
NL7208026A (sv) * | 1972-06-13 | 1973-12-17 | ||
DE2445079C3 (de) * | 1974-09-20 | 1981-06-04 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Speicher-Feldeffekttransistor |
US3984822A (en) * | 1974-12-30 | 1976-10-05 | Intel Corporation | Double polycrystalline silicon gate memory device |
DE2643931A1 (de) * | 1976-09-29 | 1978-03-30 | Siemens Ag | In integrierter technik hergestellter baustein |
DE2643948C2 (de) * | 1976-09-29 | 1981-10-15 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | In einer Matrix angeordnete Speicher-FETs und Verfahren zu ihrer Herstellung |
US4063274A (en) * | 1976-12-10 | 1977-12-13 | Rca Corporation | Integrated circuit device including both N-channel and P-channel insulated gate field effect transistors |
-
1978
- 1978-10-04 US US05/948,507 patent/US4185319A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-09-05 SE SE7907382A patent/SE436667B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-09-20 IT IT25898/79A patent/IT1123266B/it active
- 1979-09-26 GB GB7933311A patent/GB2033656B/en not_active Expired
- 1979-09-28 DE DE2939300A patent/DE2939300B2/de active Granted
- 1979-10-03 JP JP12845279A patent/JPS5552274A/ja active Granted
- 1979-10-03 FR FR7924661A patent/FR2438318B1/fr not_active Expired
-
1982
- 1982-07-05 JP JP57117600A patent/JPS5829199A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT7925898A0 (it) | 1979-09-20 |
FR2438318B1 (fr) | 1985-08-16 |
IT1123266B (it) | 1986-04-30 |
JPS5829199A (ja) | 1983-02-21 |
GB2033656A (en) | 1980-05-21 |
JPS627714B2 (sv) | 1987-02-18 |
US4185319A (en) | 1980-01-22 |
DE2939300A1 (de) | 1980-08-21 |
FR2438318A1 (fr) | 1980-04-30 |
DE2939300C3 (sv) | 1988-05-26 |
DE2939300B2 (de) | 1981-07-09 |
JPS5552274A (en) | 1980-04-16 |
SE7907382L (sv) | 1980-04-05 |
GB2033656B (en) | 1983-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE436667B (sv) | Minnescell med flytande styre vars kapacitans er storre till emitter en till kollektor | |
US4630085A (en) | Erasable, programmable read-only memory device | |
US8878271B2 (en) | Vertical access device and apparatuses having a body connection line, and related method of operating the same | |
US4996571A (en) | Non-volatile semiconductor memory device erasing operation | |
US6384451B1 (en) | Method and apparatus for injecting charge onto the floating gate of a nonvolatile memory cell | |
KR930008024B1 (ko) | 반도체 기억장치 | |
US4274012A (en) | Substrate coupled floating gate memory cell | |
US4622656A (en) | Non-volatile semiconductor memory | |
JP3061924B2 (ja) | 不揮発性記憶装置の消去方法 | |
EP0463623A2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory circuit | |
US9905565B1 (en) | Memory cell | |
CN107871745A (zh) | 非易失记忆单元和相关操作方法 | |
JP2009027168A (ja) | 非揮発性メモリのための高効率ホットキャリア注入プログラミングの方法及び構造 | |
EP2346077A1 (en) | DRAM memory cell having a vertical bipolar injector and method of operating the same | |
US5412608A (en) | Method of erasing data on non-volatile semi-conductor memory | |
US4432075A (en) | Electrically programmable non-volatile memory | |
KR100366599B1 (ko) | 플래시이피롬어레이에저저항피-웰을제공하는고에너지매몰층임플란트 | |
US4150389A (en) | N-channel memory field effect transistor | |
EP0087012A2 (en) | Electrically alterable read-only storage cell and method of operating same | |
US4224635A (en) | Dynamic storage element having static storage element behavior | |
EP0387102A2 (en) | Semi-conductor non-volatile memory and method of writing the same | |
JP2003068891A (ja) | 半導体記憶素子、半導体装置及びその制御方法 | |
JP2006237579A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置 | |
JPS6343902B2 (sv) | ||
KR0155375B1 (ko) | 메모리 집적 회로 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7907382-1 Effective date: 19891003 Format of ref document f/p: F |