Накопитель для оптоэлектронного запоминающего устройства Советский патент 1986 года по МПК G11C11/42 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических устройствах накопления и хранения информации, в частности в оптоэлектронных запоминающих устройствах.

Целью изобретения является повышение информационной емкости накопителя для оптоэлектронного запоминающего устройства.

На фиг.1 представлен фрагмент вида планерной стороны накопителя и вид его разреза. На фиг.1 показаны входной контакт 1, вьпсодной контакт 2, диэлектрическая подложка 3, светочувствительные области 4 МНОП-структур, поляризующийся диэлектрик 5 МНОГГ-структур, 6,7 - гребенчатые электроды, дополнительный диэлектрический слой 8, резистивный слой 9, отражающий слой 10.

Эквивалентная электрическая схема накопителя приведена на фиг.2. На фиг.2 цифрой 11 обозначены внутренние обкладки конденсаторов, образуемых электродом 6, поляризующимся диэлектриком 5 и областью 4, и электродом 7, поляризующимся диэлектриком 5 и областью 4. Таким образом, электрод, поляризующийся диэлектрик 5, светочувствительная полупроводниковая область 4, поляризующийся диэлектрик 5,. электрод 7 образуют МДПДМструктзфу. Каждая МДГЩМ-структура предназначена для хранения одного бита информации и представляет, таким образок, ячейку памяти. Накопитель образован параллельным соединением МДПДМ-структур. При использовании поляризующихся диэлектриков, имеющих токи утечки, в подложке выполняется дополнительный резистивный слой 9, соединяющий светочувствительные области 4.

На фиг.З показаны зонные диаграммы ВДПДМ-структуры для случая, когда к контактам 1 и 2 приложено напряжение (а-структура не освещена, бструктура освещена). Зонные диаграммы иллюстрируют перераспределение напряжения между слоями структуры под действием света.

Накопитель работает следующим образом.

При приложении к контактам 1 и 2 разности потенциалов Ч. - Ч свободные носители тока, имеющиеся в областях 4, разделяются электрическим полем

99П82

и собираются, соответственно, под электродами МДПДМ-структуры, которыми являются проводящие покрытия 6 и 7. Большая часть приложенного напряжения падает на объединенной свободными носителями тока области пространственного заряда, образующейся в светочувствительной области 4 (см,

фиг.З)а).

0 По этой причине электрическое поле в поляризующемся диэлектрике 5 мало, и поляризации диэлектрика не происходит. Если светочувствительная область 4 освещена светом, вследствие

5 генерации электрон-дырочных пар квантами света, толщина области пространственного заряда в области 4 уменьшается (см.фиг.З,б). В результате поле в поляризующемся диэлектрике 5 увеличивается, и он поляризуется. При комнатной температуре такое состояние диэлектрика 5 может сохраняться более года при отключенном напряжении. Ввиду того, что МДПДМ-структура симметрична, оптическое управление поляризацией диэлектрика возможно при любой полярности переключающего напряжения. Считьгеание записанной информации основано на идентификации состояния поляризующегося диэлектрика 5 по величине и направле- нию электрического поля в области 4, определяемого величиной и знаком заряда, захваченным в поляризующемся диэлектрике 5. Для этого могут быть использованы известные методы регистрации сигналов фототока и фото ЭДС. Таким образом, накопитель управляется светом во всех режимах

0 работы: при записи, стирании и считывании информации.

Поскольку диэлектрические слои, отделяющие светочувствительные области друг от друга, могут иметь токи утечки, в процессе работы накопителя может нарзтпаться электронейтральность областей 4. В этом случае в накопителе используется резистивный слой 10, содержащийся в подложке 3 и соединяющий области 4 между собой и с одним из контактов.

Устройство, содер жащее резистивный слой, работает следующим образом.

5 Если разность потенциалов - f приложена к контактам 1,2 в течение времени , где R и С соответст.венно эквивалентные характерные сопротивления резистивного слоя и емкость диэлектрического слоя МДПДМструктуры (см.фиг.2), то наличие ре зистивног о слоя никак не проявляется, и накопитель работает так, как Описано вьше. При временах из-эа перетекания заряда между областями 4 потенциалы этих областей вьфавниваются и становятся равными потенциалу контакта, с которым соединен резистивный слой. Таким образом, длительность электрических импульсов при записи, стирании и счи тывании должна быть меньше t. При-изготовлении накопителя заяв ляемой конструкции в качестве подложки используются сапфировые или керамические пластины, а также крем ниевые пластины, покрытые слоем дву 184 окиси кремния. В качестве.-поляризующегося диэлектрика используются слои SiOj - Sij N. Проводящим покрытием служат металлические или полупроводниковые пленки. Светочувствительные области могут быть выполнены рекристаллизацией аморфного или поликристаллического кремния. Дополнительный резистивный слой, содержащий в подложке и соединяющий светочувствительные области, выполняется из тугоплавких силицидов, этот же слой, в частности, может служить отражающим свет покрытием. Для упрощения технологии изготовления структуры отражающее свет покрытие может быть выполнено на нижней поверхности прозрачной диэлектрической подложки. В этом случае покрытие вьтолняется из алюминия или никеля.

1. НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержавщй ячейки памяти, выполненные на подложке в виде МНОП-структур и изолированные друг от друга диэлектрическим слоем, размещенным на подложке, проводящий слой, входной и выходной контакты, отличающийся тем, что с целью увеличения информационной емкости накопителя, проводящий слой выполнен в виде входящих один в другой первого и второго гребенчатых электродов и размещен на диэлектрическом слое, а ширина гребенчатых элементов электродов превьппает расстояние между МНОП-структурами, входной и выходной контакты соединены соответственно с первым и вторым гребенчатыми электродами, а подложка выполнена из диэлектрика. 2.Накопитель по п.1, отличающийся тем, что он содержит слой резистивного материала, размещенного на диэлектрической под(/} ложке, и на котором расположены МНОП-структуры. 3.Накопитель по п.2, о т л и чающийся тем, что он содер5 жит отражающий слой и дополнительный диэлектрический слой, последовательно размещенные на диэлектрической подложке. СО со 00

7

/1-Л

JT

31 л:

i

Z --П.

feF