SU960953A1 - Элемент пам ти - Google Patents

Description

(54; ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относитс  к запоминающим устройствам, в .частности ; к энергозависимым, электрически репро граммируемым запоминающим устройствам , построенных на основе МДП-элементов пам ти (металл-диэЛектрикполупроводник ).

Известен МДП-элемент пам ти, содержащий полупроводниковую.подложку, на которой последовательно расположены первый диэлектрический слой, плавающий затвор, второй, диэлектрический слой и металлический электрод {1 .

Недостатки данного элемента пам ти заключаютс  в том,, что небольшие металлические частицы в плавающем затворе разнесены на рассто нии, недостаточном дл  предотвращени  поперечной проводимости за счет пр мого туннелировани  между части1;ё1ми , и поэтому зар д тер етс  через слабые места и микроотверсти  и тонком диэлектрическом слое, после - 10 циклов запись - стирание информации, характеристики элемента пам ти ухудшаютс .

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  МДПэлемент пам ти, содержащий полупроводниковую подложку, на которой последовательно нанесены первый диэлектрический слой, второй диэлектрический слой и металлический электрод . Во втором диэлектрическом слое имеютс  глубокие ловушки, на которых захватываютс  инжектированный через первый диэлектрический слой зар д 2 .

10

Недостатки элемента пам ти заключаютс  B.TOM, что после 10 -10 циклов запись - стирание информации, элемент пам ти утрачивает способность накапливать и хранить зар д

15 из-за деградации второго диэлектрика.

Целью изобретени   вл етй  повышение надежности элемента пам ти.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что элемент пам ти содержит полупроводниковую подложку, на которой последовательно ра.сположенн первый и второй диэлектрические слои и металлический электрод. Во втором диэлектрическом слое расположены ди25 электрические области, причем размеры диэлектрических областей и рассто ние между ними составл ют 1050 S.

На чертеже изображен предлагаемый 30 элемент пам ти, общий вид.

Элемент пам ти содержит полупроводниковую подложку 1, первый диэлектрический , слой 2, второй диэлекрический слой 3, в котором расположены диэлектрические области 4 и металлический .электрод 5.

Диэлектрические области 4 можно получ ать, изменив или температуры осаждени  слоев, или же содержани  какого-либо основного химического элемента, вход щего в состав диэлекрика .

Элемент пам ти работает следующи образом. .

Дл  записи информации к металлическому электроду 5 элемента пам ти подаетс  импульс напр жени . Амплитуда импульса напр жени  выбираетс  так, чтобы напр женность электрического пол  во втором диэлектрическом слое достигала {3-б)-10 В/см, При этом происходит сильна  инжекци  носителей зар да из полупроводниковой подложки 1 в первый диэлектрический слой 2 и затем носители достигают второго диэлектрического . сло  3. Инжектированные носители зар да захватываютс  глубокими ловушками в объеме второго диэлектрического сло  3. После окончани  импульса напр жени  носител  .зар да длительное врем  остаютс - захваченными в глубоких ловушках.

Носители зар да, захваченные во втором диэлектрическом слое 3 измен ют величину, потенциала плоских зон элемента пам ти. Потенциалом плоских зон элемента -пам ти  вл етс , такое напр жение на металлическом электроде 5, при котором изгиб зон полупроводниковой подложки ра.вен нулю, . .

Зависимость величины потенциала плоских зон элемента пам ти от амплитуды импульса напр жени  носит гистерезисный характер. Приложенный к металлическому электроду 5 положительный импульс напр жени  (относительно полупроводниковой подложки 1) вызовет накопление отрицательного зар да, величина потенциала плоских зон элемента пам ти становитс  более положительной. Приложенный к металлическому .электроду 5 отрицательный импульс на;пр жени  1вызовет уменьшение накопленного отрицательного зар да или накопление положительного зар да. При этом величина потенциала плоских зон элемента пам ти делаетс  - более отрицательной. Таким образом в зависимости от пол рности и амплитуды -пол ризующего импульса напр жени , предварительно поданного на металлический электрод 5, величина потенциала плоских зон элемента

пам ти может принимать разные значени . Два из крайних значений потенциала плоских зон принимаетс  за положени  окна переключени  элемента пам ти, В первом случае элемент-пам ти находитс  в состо нии логической ., а во втором случае он находитс  в состо нии логического О, В режиме работы элемента па- м ти производитс  многократное переключение его из одного логического состо ни  в другое, .

Испытани  элемента пам ти, у которого в качестве полупроводниковой подложки 1, первого диэлектрического

5. сло  2, второго диэлектрического « сло  3 и диэлектрической области 4 использованы соответственно.г

Р-Тип .кремни  с концентрацией основных носителей зар да 10 ,

Q двуокись кремни  толщиной 10-13 А, (читрид кремни  толщиной 600-1200 А

нитрид кремни , обогащенный крем нием , по.казали, что введение диэлектрических областей 4 во второй

диэлектрический слой 3 приводит

к увеличению срока службы МДП-элемента пам ти в режиме многократных v циклов запись - стирание информации в 10 - 10 раз по сравнению с МДП-элементом пам ти, не имеющий

диэлектрические обласуи 4 (т.е, второй диэлектрический слой имеет однородную стехиометрическую структуру по свей толщине),

Использование предлагаемого элемента пам ти, например в схемах

реверсивных запоминающих устройств, позвол ет создать запоминающее устройство с объемом пам ти и быстродействием в микросекундном

диапазоне. ;

Claims (2)

1. Формула изобретени  I . Элемент пам ти, содержащий полупроводниковую подложку, на которой последовательно расположены первый и второй диэлектрические слои и металлический электрод, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности элемента пам ти, он содержит диэлектрические области, расположенные во втором диэлектрическом слое, причем размеры диэлектрических областей и рассто ние между ними составл ют 10-50 S,

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Патент США. 3500142,кл.317-235, 1970.
2. 2.Патент США 3590337,кл.317-234, 1971 (прототип).

   ,