Способ записи и считывания информации в МНОП-элементе памяти,МНОП-элемент памяти и матричный накопитель для запоминающего устройства Советский патент 1988 года по МПК G11C11/40 G11C11/4063 

ел

о 00 00

Изобретение относится к вычислите.пь- ной технике и может быть использовано для создания как электрически нрограммируе- мых постоянных загюминаюигих устройств, так и многократно иеренрограммируемых за- номинаюншх устройств 1овын1енной инфор- мацпонной емкости на основе МДП-структур, в частности МНОП-транзисторов.

Ue. ibio изобретения является повьине- нне информационной емкости.

На фиг. представлены экснерименталь- иые выходные характеристики 1-3, раз ьяс- няющне нриицин считывания информации, которая занисывается как со стока, так и со стор(Л1Ы истока обычного .МНОП-тран- зпстора сдву.мя сток-истоковыми областя.ми; па (})И1 2 структура э.че.мента па.мяти, реа, 1из Ю1це о сиособ, вид сверху; на фиг. 3 - то же. вид сбоку; на фиг. 4 -- матричный иакопитсмь на основе Л НОГ1-элемента памяти с .1я сток-истоковыми областя.мн.

При записи информации используют ка- па. 1ьнук) H. iii ;1авипную инжекцию посите;|ей с .заряда в ди .чектрике вблизи стокового р-п-перехода, по операцию нро- |-ра.мми)ования производят столько раз, ско.ижо он имеет сток-истоковых областей. При этом с помощью инжекции «горячих э.лектронов, пан)имер, в п-канальпом МНОП э.чемепте форми)уют требуемую величину порогового напряжения вблизи каждого сток- истокового р-п-иерехода, подавая положи- тельпое напряжение на его затвор и конкретную сток-истоковую область, зазем.чив хотя бы одну из оставшихся, а при счи- Т1явании инфор.мации, записанной вблиз выбранного сток-истокового р-п-иерехода, на затвор .МНОП-элемента подают напряжение величины, находящейся внутри его межпороговой зоны, а все остальные или хотя бы один из псныбраршых сток-истоковых р-п- тереходов возбуждают напряжением, нре- |вын1аюи1им напряжение смыкания части |МНОГ1-элемента вблизи этого р-п-перехода с учетом того, что эта часть может на- ходиться в состоянии с высоким пороговьгм напряжением б.чагодаря ранее након.чен- но.му заряду в диэлектрике вблизи данного р-п-перехода в нредществуюнхей операции программирования.

При данном способе считывания наличие и, 1и отсутствие тока через исток МНОП- эле.мента не зависит от TOi O, в каком состоянии находится диэлектрик (заряженно.м или нет) вблизи п+-области, служащей при сг итывании в качестве стока. Ток в этом случае определяется лищь пороговым напряжением вблизи истока, на который напряжение не подается. Беря последовательно в качестве истока остальные п+-облас- ти элемента,.прочитывают всю информацию элемента памяти.

Элемент памяти (фиг. 2 и 3) выполнен с четырьмя сток-истоковыми областями и содержит подложку 4 р-типа, п-сток-истоковые

0

5 0

5

0

5

5

0

области 5-8, первый-третий 9-1 слои подзатворного диэлектрика, управляющий электрод (затвор) 12.

При записи «горячих электронов на сток 5, соединенный с затворо.м 12, подается и.мпульс LV, длительностью с, исток 7 при этом заземлен. Принцип «разогрева и инжекции электронов здесь аналогичен тому, который используется в приборах с нлаваюн1им затвором, с той лишь разницей, что в данном случае захваченные электроны не растекаются вдоль канала, а сосредотачиваются на ловушках в нитриде кремния вблизи стока.

В зависимости от режима заииси длина области вдоль канала со встроенным в диэлектрик зарядом колеблется вблизи значения 1 мкм. При измерении эффективного порогового напряжения такого транзистора с записанным зарядом сток инвертируется с истоком, т. е. подается напряжение Ь : U:j и,..;, до появления тока в кана- ,ie величиной 1 мкА.

)кспериментальные зависимости (фиг. 1) раз ьясняют принцип считывания информации, если ее записывать как со стороны стока, так и со стороны истока. Пусть к затвору элемента приложено некоторое напряжение U.J +5В, находящееся внутри межнороговой зоны МНОП-элемента (U,T 2В, lC 9В). Если элемент находится в исходном состоянии, то его выходная характеристика имеет вид i независимо от того, какой электрод является стоком, т. е. ток в канале идет при любом напряжении на стоке 11,. Ес.чи произведена запись со стороны стока, то эта характеристика примет вид 2. При этом напряжение U| соответствует напряже чию с.мыкания части элемента вблизи стока с высоким пороговым напряжением, поскольку длина этой части весьма мала. Если запись произведена со стороны истока и, с обеих сторон, то выходная характеристика 3 определяется или напряжением смыкания сток-истокового элемента, или пробивным напряжением , 1асти стока UL (в зависимости от того, что меньше).

Таким образом, имеется межпороговая зона второго рода U2-f- LM, наличие которой позволяет прочесть инфор.мацию, которая хранится у стока, а также инфор.мацию, которая записана у истока. Д,тя этого при считывании подают поочередно на стоковую и истоковую области напряжение и, удовлетворяющее соотношению Ui , и no наличию или отсутствию тока определяют, какая информация хранится у противоположного электрода. При этом, подается напряжение на затвор, удовлетворяющее соотношению U.j U Таким образом, согласно предлагаемо.му епоеобу управления МНОП-элементом памяти с двумя сток-истоковыми областями его информационная емкость повышается в два раза.

Сл)ответствс11но, при на. шчии п сток-истоко- вых ()б. и1стей емкость может быть увеличена в /; раз.

Матричный накопитель иа основе МНОП- :,:1емеита намяти с четырьмя сток-истоковы- мн областями (фиг. 4) содержит строчные разрядн1 1е |нины 13, адресные нжны 14, сто, 1б- цовые разрядные тины 15, элемент 16 намяти.

Противоположные сток-истоковые области -:1лементов намяти каждой строки мат- ринь нодк:1ючеи1з1 к двум различным строчным разрядн1 1м П1инам, аналогично нроти- воно; ожные сток-истоковые области элементов каждого столбца матрицы подключены к двум столбцовым разрядным HJHHHM, а затворы элементов намяти соединены с адресными Н1ннами 14 таким образом, чтобы затвор1)1 двух нронзво;1ьно взятых э;1емен- тов намяти .1юбого одного столбца или любой одной строки матрицы не бы.чн нодк.чю- чены к одной и той же адресной тине. Л атричный накоиите.чь нредиазначен для создания ПЗУ на основе элемента иамяти с третьим диэлектрическим с. юем II.

. 1нение данным наконите. 1ем функции избирательного электрического ирограм- мирования. (в составе ПЗУ) непосредственно В111текает из нрив-еденных примеров за- ннси и считывания отдельным элементом памяти.

Иснользование изобретения позволит бо.чее чем на порядок повысить информационную емкость.

Формула изобретения

1. Снособ записи и считывания информации в МПОП-элементе памяти, заключающийся в подаче программирующих им- iiy. U)COB на стоковую и затворную области МПОП-элемента намяти при записи информации, а при считывании - в подаче имнуль са напряжения на затворную об- ,:iacTb, отличающийся тем, что, с целью повышения ин)ормационпой емкости элемента намяти, при заниси информации програм5

мнруюц ие импульсы подают последовательно на каждую сток-истоковую область элемента памяти, при считывании информации подают на одну из сток-истоковых областей имнульс напряжения, нревышающий по амплитуде напряжение смыкания области, примыкающей к данной сток-истоковой области, приче.м информацию считывают с других сток-истоковых областей.

2.МНОП-элемепт памяти, содержащий 0 полупроводниковую подложку /j-типа проводимости, в приповерхностной области которой размещены стоковые и истоковые области /г-тина проводимости, на поверхности нолунроводпиковой подложки р-типа проводимости размещены с. юи диэлектриков, один из которых является запоминающим, и слой проводника, отличающийся тем, что, с це, 1ью новьцпения информационной емкости элемента памяти, в него введены дополнительные сток-истоковые области, при0 чем основные и дополнительные сток-истоковые области размещены одна от другой на расстоянии.

3.Д атричный накопитель для запоминающего устройства, содержащий элементы намяти, включенные в перекрестиях адресных и разрядных тип, отличающийся тем, что, с це.лью повышения информационной емкости накопителя, в нем элементы памяти вынолнены в виде МПОП-элемента с четырьмя сток-истоковыми областями, при

Q этом противоположные сток-истоковые области элементов памяти каждой строки подключены соответственно к двум смежным строчным разрядным 1нинам, а противоположные сток-нстоковые области элементов памяти каждого столбца подключены соотг ветственно к дву.м смежным столбцовым разрядным тинам, при этом затворы каждого из элементов намятн /-и строки и/-го столбца (где / и / - текущие значения номера строки и сто;|бца) соединены соответственно с затворами элементов памяти

0 (/ -|- 1 )-й строки, (/ -- 1 )-й строки н (/ + 1 )- го столбца, (/- 1)-го столбца и с соответствующей адресной тиной.

5

cm,(A

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания как электрически программируе- .мы.ч ПЗУ, так и многократно мерепрограммируемы.х ЗУ новын1енной информационной е.мкости на основе МДП-структур, в частности МНОП-транзисторов. Целью изобретения является повышение информационной емкости. Основой накопителя является МНОП-транзистор. Затворы каждого из элементов памяти i-й строки и j-ro столбца (i и j - текущие значения номера строки и столбца) соединены соответственно с затворами элементов памяти (i + 1)-й строки, (i- 1)-й строки и (J -J- 1)-го столбца, (j - - 1)-го столбца и с соответствующей адресной шиной. При записи инфор.мации и.м- пульсы подают последовательно на каждую сток-истоковую область элемента памяти, при считывании на одну из сток-истоковы.х областей подают импульс напряжения, превышающий по амплитуде напряжение смыкания области, примыкающей к данной сток- истоковой области. 3 с. п. ф-лы, 4 ил. (О сл

1

Uz

10

15

20 Уг,п.В

12

Фиг. 2

16

.Pj

Фиг.З

/t.