Способ хранения информации в МНОП-элементе памяти Советский патент 1987 года по МПК G11C11/40 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в репрограммируемых постоянных запоминающих устройствах (РПЗУ), построенных на основе структур металл - нитрид кремния - окисел кремния - полупроводник (МНОП-структур).

Цель изобретения - увеличение времени хранения информации после многократных циклов запись - стирание информации.

Способ хранения информации в МНОП- структуре основан на удержании электрического заряда на ловушках нитрида кремния, накапливаемого при поляризации диэлектрика напряжением переключения.

Для записи информации к затвору МНОП-структуры подается импульс напряжения выше порога переключения. При этом происходит сильная инжекция носителей заряда из полупроводника в нитрид кремния. После окончания импульса напряжения носители заряда длительное время остаются захваченными на ловушках.

Носители заряда, захваченные в нитриде кремния, изменяют величину потенциала плоских зон МНОП-структуры. Потенциалом плоских зон является потенциал на затворе МНОП-структуры, при котором изгиб зон полупроводниковой подложки равен нулю.

Завш;имость величины потенциала плоских зон МНОП-структуры от амплитуды импульса напряжения носит гистерезисный характер. Приложенный к затвору МНОП- структуры положительный импульс напряжения (относительно полупроводниковой подложки) вызовет накопление отрицательного заряда - величина потенциала плоских зон МНОП-структуры становится более положительной. Приложенный к затвору МНОП-структуры отрицательный импульс напряжения вызовет уменьшение накопленного отрицательного заряда или положительного заряда. При этом величина потенциала плоских зон МНОП-структуры делается более отрицательной. Таким образом, в зависимости от полярности и амплитуды поляризующего импульса напряжения, предварительно поданного на затвор МНОП-структуры, величина потенциала плоских зон МНОП-структуры может при- нять разные значения. Два из крайних значений потенциала плоских зон принимается за положение окна переключения МНОП-структуры. В первом случае МНОП- структура находится в состоянии логичес- кой «1, а во втором случае - в состоянии логического «О. В режиме работы МНОП-структуры в качестве реверсивного

5

0

с

0

0 Q

запоминающего устройства производится многократное переключение ее из одного логического состояния в другое.

На чертеже показан график, где представлены кривые стекания накопленного в МНОП-структуре заряда после 10, Ю и 10® циклов запись-стирание информации (кривые 1-3 соответственно).

Многократное переключение МНОП- структуры из одного логического состояния в другое приводит к значительному уменьшению времени хранения информации. Например, после циклов запись-стирание информации время хранения записанной в МНОП-структуре информации уменьшается на шесть порядков. Если после каждых 10 циклов запись - стирание информации на затворе МНОП-структуры прикладывать отрицательный импульс напряженностью 6- 10® В/см и длительностью 10 с, скорость стекания накопленного в МНОП- структуре заряда уменьшится от 1,4 В/дек до 0,7 В/дек, (кривая 4). При этом характеристики МНОП-структуры восстанавливаются: уменьшается сквозная производимость нитрида кремния и увеличивается время хранения информации. Регулярное повторение указанной процедуры предотвращает деградацию МНОП-структуры.

Предлагаемый способ хранения информации может использоваться для восстановления в процессе эксплуатации функциональных характеристик промышленно выпускаемых матриц РПЗУ, и позволяет увеличить срок службы таких устройств более чем в 10 раз.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает сохранение функциональных характеристик при большем числе переключений МНОП-структур, позволяет создать не только репрограммируемые МНОП ЗУ, но и оперативные запоминающие устройства.

Формула изобретения

Способ хранения информации в МНОП- элементе памяти, основанный на удержании заряда ловушками нитрида кремния в МНОП-структуре, накопленного при записи путем поляризации диэлектрика напряжением, большим порога переключения, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени хранения информации в элементе памяти, на МНОП-структуру подают импульс напряжения отрицательной полярности с амплитудой, обеспечивающей напряженность поля (3-7) 10® В/см, и длительностью с.

ЮЮ10

10

J

-5-6

-1 8

9

I

-Ю

х

Л/о

Л-да

п V /3ef fJ-10

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в репрограммируемых постоянных запоминающих устройствах, построенных на основе структур металл - нитрид кремния - окисел кремния - полупроводник (МНОП-структур). Целью изобретения является увеличение времени хранения информации. Поставленная цель достигается тем, что после 10 -10 циклов переключения на затвор МНОП-структуры подают электрический импульс отрицательной полярности с амплитудой, обеспечивающей в нитриде кремния напряженность поля