ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО12 Советский патент 1973 года по МПК H01L29/76 

Изобретемте относится к заио.минающим устройствам на иолуироводшпхах. Известны конструкции элемента памяти, выиолиеииые па полупроводниках, в которых используется управление проводящим кана;юм в иолуироводнике ноередством электрического иоля, прилагаемого через диэлектрик. Однако ири выходе из строя или отключении источника иитання такие иолупроводниковые заиомниаюп|ие устройства теряют хранимую информацию. Поэтому возникает иеобходимость иметь дублпруюии1е источники питания. Иредложенпое запомннак)Н1,ее устройство пе имеет этого недостатка. Это доетигается нутем использования .многослойного диэлектрика, з котором первый слой толнипюй ириблизительио 25 А обесиечивает туниельиое нрохождепие носителей заряда из полупроводника, а второй-захват их на гл -боких уровиях. На чертеже иоказаио иоиеречное сечение предлагаемого заиомииающего уетройства. Уетройство состоит из нолунроводникового материала / с заданным тниом проводимости, к верхней иоверхиости которого прилегают разиесеппые зоны 2 и 3 с проводнмостыо тина, нротивонолож юго проводимоети материала 1, являющиеся зоиами истока (анода) и стока (катода). Иа поверхности полупроводника расположен вып еуказаниый iнoгocлoiiный диэлектрик. Иа слой ннтрида кремния 4 наложен металлический электрод 5 для нриложения электрического иоля к п)пбор}. Два состояния нрнбора характеризуются наличием или отсутств 1ем заряда во втором елое. Эффект заиомииания может быть п)одемоистрирован путем измерения емкости сиетемы параллельных пластпн, в качестве обкладок которых служат металлнческий электрод и полуироводпик, а в качестве диэлектрика - изоляционный и зарядоиакопительный слои. Ири измеиеннн потенциала раствора емкость изменяется по пзвестному закону, образуя явно выраячснную нет.тю гнстерезнса. Ес.III приложенное панряжеппе будет пметь достаточно большую отрпцательную величииу. то емкость скачком иерейдет к большему значению и оетаиется иа этом уровне иосле снятия огрицательпого импульса. Если нанряженне на затворе будет иметь достаточно большую положнтельпую величипу, то емкость перейдет иа низший уровеиь. При подаче иа затвор достаточпо большого отрицательпого пмнульса электроны путе туннельного прохождения к зоне проводимо сти кремния могут иокидать ловушки, находя ии1еся в слое иитрнда кремния вблизи его поверхности раздела со слоем двуокиси крем иия. Иосле того, как электроны покидают ло

вушки, последние остаются заряженными положительно, в результате чего происходит, накопление положительного заряда на поверхности раздела двух диэлектриков, что переводит прибор в одно из его двух состояний.

После снятия отрицательного импульса ловушки в слое нитрида кремния остаются заряженными положительно и пороговое напряжение прибора понижается. При подаче положительного импульса электроны .могут совершать туннельный переход из зоны проводимости кремния в зону проводимости нитрида и затем рекомбинировать с ловушками для их нейтрализации. Накопленный положительный заряд рассасывается, положительное напряжение на затворе понижается, и прибор возвраш,ается в состояние с более высоким пороговым напряжением. Величина накопленного заряда зависит от напряжения на затворе и продолжительности его приложения, она определяет пороговое напряжение, при котором включается транзистор.

Прибор сохраняет накопленный заряд в течение достаточно долгого времени и после снятия напряжения с затвора, благодаря чему может долго находиться в одном из его двух

состояний, что и приводит к исиользованию его в запоминающих устройствах.

Предмет изобретения

1. Запоминающее устройство, выполненное из полунроводникового материала с заданным типом проводимости, электрические характеристики которого меняются под воздействием электрического заряда иа поверхиости, где расположены слой изолирующего материала и металлический электрод, отличающееся тем, что, с целью сохранения информации при отключенном источнике питания, изолятор под полевым электродом, выполнен из нескольких

слоев, один из которых обеспечивает туннельное прохождение электронов, а другой - их захват на глубокие уровни.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено на кремнии, первый слой

изолятора состоит из двуокиси кремния, а второй - из нитрида кремния.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выполнено на кремнии, первый слой изо лятора состоит из двуокиси кремния, второй

из кремния, на котором нанесен третий слой из изолиругощего материала.