ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ Советский патент 1972 года по МПК G11C11/40 

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, в частности к полупроводниковым элементам памяти, и может быть использовано в сверхоперативных запоминающих устройствах со словарной выборкой субнаносекундного диапазона.

Известен полупроводниковый элемент памяти, содержащий рабочий объем полупроводника, в котором могут образовываться электрические доменЫ; управляющий электрод, расположенный вблизи катода и нагрузочное сопротивление. Запись в таком элементе памяти осуществляется подачей импульса напряжения на управляющий электрод, а хранение- путем непрерывной генерации доменов за счет переходных процессов на аноде. Записанная информация считывается с анодного электрода.

Однако в таком полупроводниковом элементе памяти отсутствует управление выборкой при записи и считывании хранимой информации, и, следовательно, он не может быть использован в сверхоперативном запоминающем устройстве со словарной выборкой.

В предлагаемом изобретении для осуществления управления выборкой при записи и считывании хранимой информации, что позволяет применять полупроводниковый элемент памяти в сверхоперативных запоминающих устройствах больщой емкости и со словарной выборкой, в рабочий объем полупроводника введены второй управляющий электрод, дополнительная проводящая область, контактирующая с первым анодным электодом и с входным электродом, и дополнительная рабочая область, контактирующая с вторым анодным электродом и с вторым катодным электродом, содержащая управляющий электрод считывания и емкостный электрод.

На фиг. 1 приведена конструкция элемента памяти; на фиг. 2 - схема включения в оперативное запоминающее устройство.

Полупроводниковый элемент памяти изготовляется из эпитаксиального слоя полупроводника, в котором могут образовываться и перемещаться электрические домены, например из арсенида галлия (GaAs). Он состоит из первой / и второй 2 рабочих областей (см. фиг. 1), причем первая выполняет функции

записи и хранения информации, а вторая - функцию считывания. Кроме указанных областей, элемент памяти содержит области 3 и 4, выполняющие функции сопротивлений, которые необходимы для обеспечения рабочего режима и выбираются таким образом, чтобы при подаче постоянного напряжения смещения УВ па электрод 5 в рабочей области 1 создавалась поддерживающая домен напряженность электрического поля Е„, а в рабочей

поля ыгь например, на 5-15% меньше Е что достигается последовательным включением к ней области 4. Катодные электроды 6 и 7 областей 1 к 2 заземляют.

Электрод 8 служит для рекомбинации домена в области 1 и для омической связи областей Л 5 и 4, а также для рекомбинации домена в области 2 и для омической связи областей 2 и 4. Образовавшиеся домены перемешаются к анодному электроду 9, управляющие электроды 10 и // записи подключаются к шинам слова (А) и разряда (В) соответственно, по которым поступают импульсы записи и разрушения информации (см. фиг. 2).

Управляющий электрод 12 считывания подключается к шине считывания слова (С), а с емкостного электрода 13, который подключен к выходным шинам разрядов (D, снимается хранимая информация; 14 - изолируюший слой для емкостного контакта (на фиг. 1 Гх означает омический контакт).

При записи, например «1, на управляющие электроды 10 и 11 по шинам слова (Л) и разряда (В) поступают импульсы противоположной полярности, в результате чего в области полупроводника между управляющими электродами 10 -я 11 создается критическая напряженность электрического поля ;, что приводит к зарождению домена, который под действием поддерживающего электрического поля ЕЛ в рабочей области 1 движется к анодному электроду 8, при достижении которого домен рекомбинирует.

При образовании и движении домена в рабочей области / ток через нее понижается, например до 50%, следовательно, напряжение на анодном электроде 8 увеличивается, а после рекомбинации домена достигает своего первоначального значения. За счет емкости анодного электрода 8 напряжение не может мгновенно упасть до нормального значения, и, таким образом, на какой-то промежуток времени (например на время образования домена ( сек), в рабочей области / устанавливается критическая напряженность поля ЕК. В результате в прикатодной области обладуется новый домен, т. е. рабочая область 1 переходит в режим автогенератора; в этом и заключается хранение информации «1.

При записи, например «О, на управляющие электроды 10 и 11 по щинам слова (А) и разряда (В) подаются импульсы отрицательной полярности. При этом либо домен не возбуждается (ни между управляющими электродами, ни в прикатодной области), либо подавляется генерация доменов в рабочей области 1, если ранее была записана «1.

При считывании хранимой информации импульс считывания положительной полярности по шинам считывания слова (С) поступает на управляющий электрод /2 и в прикатодной рабочей области 2 образуется домен. При

этом возможны два варианта: если в рабочей области / записана «1 (наличие генерации, потенциал электрода 8 повышается, напряженность электрического поля в области 2 повышается до поддерживающего генерацию

„ (так как области / и 2 работают на общую нагрузку, роль которой выполняет область 3) и образовавшийся домен сможет перемещаться к анодному электроду 9. Это регистрируется емкостным электродом 13, и на выходе появляется импульс тока, который поступает на выходные шины разрядов (D). Если же в области 1 записан «О (отсутствие генерации), потенциал электрода 8 имеет нормальное состояние. Следовательно, в рабочей области 2

электрическое поле нп ниже поддерживающего Е и образовавшийся домен распространяться не может, в результате чего сигнал на выходе не появится. Предлагаемый полупроводниковый элемент

памяти изготовляется методами планарной технологии, что существенно позволяет повысить технологичность его изготовления, а также улучшить теплоотвод.

Предмет изобретения

Полупроводниковый элемент памяти, содержащий рабочий объем двухдолинного полупроводника с помещенными в нем управляющим электродом записи, катодным электродом, с первым анодным электродом и с входным электродом, который через проводящую область подключен ко второму анодному электроду, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей элемента памяти, в рабочий объем полупроводника введены второй управляюший электрод, дополнительная проводящая область,

контактирующая с первым анодным электродом и с входным электродом, и дополнительная рабочая область, контактирующая с вторым анодным электродом и с вторым катодным электродом, содержащая управляющий

электрод считывания и емкостный электрод.

Фиг,. Z