Запоминающее устройство Советский патент 1993 года по МПК G11C11/40 

.Изобретение относится к полупроводниковой электронике и вычислительной технике и может быть использовано в разработках запоминающих устройств сверхбольшой емкости.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого запоминающего устройства.

Прибор содержит сегнетоэлектрическую или другую подложку 1 стойким полупроводниковым слоем 2, например, кремния п-типа с удельным сопротивлением 0,1-1 Ом м, толщиной 10-100 нм и проводящим электродом 3, например, из алюминия, с другой стороны, а также туннельный электрод 4, отделенный от поверхности полупроводникового слоя малым зазором 5 менее 1 мкм, а также первую полупроводниковую область первого типа проводимости и вторую полупроводниковую область второго типа проводимости, причем первая и вторая области б примыкают друг к другу и расположены по периметру полупроводникового слоя.

Работает запоминающее устройство следующим образом.

К слою 2 и электроду 3 структуры прикладывается напряжение такой полярности и величины, что слой 1 сегнетоэлектрика, поляризуясь, создает в полупроводником слое 2 область обеднения. Например, в качестве слоя 2 используется кремний л/типа проводимости. В этом случае на слой 2 подается потенциал положительной полярности относительно электрода 3. Поляризация сегнетоэлектрика происходит таким образом, что в полупроводниковом слое индуцируется дополнительный положительный заряд или уходит отрицательный - возникает обедненная область. Будем это состояние называть логическим 0. Перевод в состояние логического 0 осуществляется либо сразу всего массива, либо блочно (постранично).

Слой 2 может полностью покрывать поверхность слоя 1. В таком случае все устройство представляет собой одну страницу, осуществляется стирание всей страницы.

.Слой 2 может быть разделен изолирующими промежутками на несколько частей (страниц). Каждая часть слоя имеет свой контакт стирание может реализовываться как по всему устройству, так и его частям (страницам).

Контакт к слою 2 осуществляется с помощью полупроводниковой области 6, расположенной по периметру слоя 2.

Для записи логической 1 электрод 3 заземляется, на слое 2 поддерживается плавающий потенциал, на туннельный электрод 4 подается напряжение отрицательной полярности, область полупроводника под электродом остается в состоянии обеднения, не экранирует поле, создаваемое туннельным электродом, это поле вызывает локальную переполяризацию

сегнетоэлектрика. В результате переполяризации в полупроводниковом слое 2 возникает локальная область обогащения.

Итак, структура будет состоять из обогащенных и обедненных областей полупроводникового слоя 2. Первые соответствуют логической 1, вторые - логическому 0.

Считывание записанной информации осуществляется с помощью туннельного электрода 4, для чего он подводится с соответствующим точкам накопителя (структуры). В режиме считывания слои 2 и 3 заземлены, на электрод 4 подается потенциал относительно слоя 2, достаточный для туннельной эмиссии электронов, это значение в диапазоне 1-10 В. Между электродами 2 и 4 возникает ток.

Величина туннельного тока будет зависеть от локального состояния полупроводникового слоя 2. С обогащенных областей

тунельный ток на несколько порядковой больше, чем с обедненных.

Фор м у ла изобретения Запоминающее устройство, содержащее проводящий слой, сегнетоэлектрическую подложку, расположенную на проводящем слое, электрод считывания, расположенный над сегнетоэлектрической подложкой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства,

оно содержит полупроводниковый слой, который расположен в приповерхностной части полупроводникового слоя, электрод считывания расположен с туннельным зазором относительно поверхности полупроводпикового слоя, концентрация примеси в котором меньше, чем в полупроводниковой области, а толщина полупроводникового слоя определяется выражением

50

W К Ve/2 N

где К 10,

к - диэлектрическая проницаемость полупроводникового слоя;

55N -- концентрация примесей в полупроводниковом слое.

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и вычислительной технике и может быть использовано в разработках запоминающих устройств сверхбольшой емкости. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Устройство содержит сегнетоэлект- рическую подложку 1 с тонким полупроводниковым слоем 2, например, из кремния п-типа, проводящим электродом 3, например, из алюминия, туннельный электрод 4, зазор 5, первую и вторую полупроводниковые области 6 соответственно первого и второго типа проводимости. 1 ил.