МАТРИЧНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ПОСТОЯННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Советский патент 1994 года по МПК G11C11/40 

Изобретение относится к вычислительной технике. Оно может быть использовано в электрически перепрограммируемом постоянном запоминающем устройстве, сохраняющем информацию при отключении источника питания и широко применяемом в вычислительной технике, автоматике, микропроцессорах.

Целью изобретения является упрощение матричного накопителя.

На фиг. 1 представлен матричный накопитель, вид сверху; на фиг. 2 и 3 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1.

Накопитель содержит полупроводниковую подложку 1 первого типа проводимости, диффузионные слои 2 и 3 первого типа проводимости, диффузионные области 4 и 5 второго типа проводимости, диффузионные шины 6 с выступами второго типа проводимости, диэлектрические слои 7-11 разной толщины, поликремниевые электроды 12, адресные поликремниевые шины 13, разрядные металлические шины 14 и 15.

В местах пересечения адресных и разрядных шин образованы ячейки памяти в виде адресного запоминающего лавинно-инжекционного транзистора с плавающим и управляющим затворами, включенные последовательно, и электрически перепрограммируемого конденсатора.

Адресная поликремниевая шина 13 является затвором адресного МДП-транзистора, управляющим затвором лавинно-инжекционного запоминающего транзистора. Поликремниевый электрод 12 является плавающим затвором запоминающего транзистора и одной из обкладок электрически перепрограммируемого конденсатора, другой обкладкой которого являются выступы диффузионной шины 6 второго типа проводимости.

Работает матричный накопитель следующим образом. В режиме считывания информации на выбранные адресную поликремниевую 13 и диффузионную 6 и разрядную металлическую 15 шины подают низкое положительное напряжение (+5 В), на остальные шины 6, 13 и 15, на одни из разрядных металлических шин 14 - нулевое напряжение. На остальные невыбранные разрядные металлические шины 14 и 15 - низкое положительное напряжение (+5 В) или их отключают.

Если пороговое напряжение выбранного запоминающего транзистора отрицательное (положительное), то через этот запоминающий транзистор и адресный МДП-транзистор, выбранную другую разрядную металлическую шину 15 протекает (не протекает) ток, что эквивалентно единичному (нулевому) состоянию запоминающего транзистора.

Через остальные запоминающие транзисторы ток не протекает из-за нулевого напряжения на адресной шине 13 (закрыт адресный МДП-транзистор) или из-за нулевой разности напряжений между разрядными металлическими шинами 14 и 15.

При строчном (общем) стирании информации на выбранную диффузионную шину 6 (или все шины 6) подают высокое импульсное положительное напряжение (например, +21 В, 10 мс), на все остальные шины 6, 13, 14 и 15 - нулевое напряжение.

Под действием этого напряжения заряд электронов инжектируется с плавающих затворов запоминающих транзисторов выбранной строки (всего матричного накопителя) и удаляется через диэлектрический слой 10 наименьшей толщины, диффузионную шину 6, в результате чего пороговые напряжения выбранных запоминающих транзисторов строки (матрицы) становятся отрицательными (-7-10 В).

Для программирования нулевого состояния выбранных запоминающих транзисторов на выбранные разрядные шины 14 подают высокое положительное импульсное напряжение ( ≈10 В, 10 мс), на выбранные адресную и диффузионную шины 13 и 6 - высокое положительное импульсное напряжение (+12-15 В, 10 мс), на выбранную другую разрядную шину 15 - нулевое напряжение, на остальные разрядные шины 14 и 15 - низкое положительное напряжение (+ 5 В), на остальные поликремниевые адресные и диффузионные шины 13 и 6 - нулевое напряжение.

Под действием этих напряжений через выбранные запоминающие транзисторы и адресные МДП-транзисторы протекает ток, за счет инжекции горячих электронов из канала выбранных запоминающих транзисторов увеличивается заряд электронов на плавающих затворах. Это приводит к увеличению пороговых напряжений (до +10 В), что эквивалентно нулевому состоянию.

Состояния остальных запоминающих транзисторов сохраняются неизменными из-за отсутствия канальной инжекции и нулевой разности потенциалов между обкладками электрически перепрограммируемых конденсаторов, отсутствия изменения заряда электронов на плавающих затворах.

Следует отметить, что при необходимости одновременного перевода всех запоминающих транзисторов в нулевое состояние на все адресные шины 13 подают высокое положительное импульсное напряжение (+25-30 В; 10 мс), на все остальные шины 6, 14 и 15 - нулевое напряжение. Под действием этих напряжений электроны инжектируются из диффузионной шины 6, туннелируют через диэлектрический слой 10 электрически перепрограммируемых конденсаторов, захватываются плавающими затворами.

Изобретение относится к вычислительной технике. Оно может быть использовано в электрически перепрограммируемом постоянном запоминающем устройстве, сохраняющем информацию при отключении источника питания. Целью изобретения является упрощение матричного накопителя. Поставленная цель достигается за счет выполнения разрядных шин 15 металлическими и размещения их на поверхности пятого диэлектрического слоя 11 и поверхности других диффузионных областей 5 второго типа проводимости с зазором относительно диффузионных шин 6 с выступами второго типа проводимости. Это позволяет исключить третий поликремниевый слой, из которого выполнены другие разрядные поликремниевые шины известного накопителя и дополнительный шестой диэлектрический слой, изолирующий поликремниевые электроды 12 от других разрядных поликремниевых шин 15. 3 ил.

1. МАТРИЧНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ПОСТОЯННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, диффузионные слои первого типа проводимости, размещенные в приповерхностном слое полупроводниковой подложки, диффузионные области второго типа проводимости, размещенные в приповерхностном слое полупроводниковой подложки между диффузионными слоями первого типа проводимости, первый, второй, третий, четвертый и пятый диэлектрические слои разной толщины с отверстиями, расположенные на поверхности одного из диффузионных слоев первого типа проводимости, второй диэлектрический слой расположен на поверхности другого диффузионного слоя первого типа проводимости, третий диэлектрический слой расположен на поверхности диффузионных областей и шин второго типа проводимости, поверхности одного из диффузионных слоев первого типа проводимости, четвертый диэлектрический слой расположен на поверхности выступов диффузионных шин второго типа проводимости, поликремниевые электроды, размещенные на поверхности первого, второго, четвертого диэлектрических слоев над частями диффузионных слоев первого типа проводимости и выступами диффузионных шин второго типа проводимости, третий диэлектрический слой расположен на поверхности поликремниевых электродов, адресные поликремниевые шины, размещенные на поверхности третьего и первого диэлектрических слоев над поликремниевыми электродами параллельно диффузионным шинам второго типа проводимости с частичным перекрытием краев диффузионных областей и выступов диффузионных шин второго типа проводимости, диффузионных слоев первого типа проводимости, на поверхности адресных поликремниевых шин расположен пятый диэлектрический слой, разрядные металлические шины, размещенные на поверхности пятого диэлектрического слоя и поверхности одних из диффузионных областей второго типа проводимости перпендикулярно адресным поликремниевым шинам, разрядные проводящие шины, размещенные между разрядными металлическими шинами, отличающийся тем, что, с целью упрощения его конструкции, другие из разрядных шин размещены на поверхности пятого диэлектрического слоя и поверхности диффузионных областей второго типа проводимости, размещенных с зазором относительно диффузионных шин с выступами второго типа проводимости, поликремниевые электроды размещены с частичным перекрытием краев одних из диффузионных областей второго типа проводимости. 2. Накопитель по п.1, отличающийся тем, что другие разрядные шины выполнены металлическими.