(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ N-КАНАЛЬНЫМ НАКОПИТЕЛЬНЫМ ПОЛЕВЫМ ТРАНЗИСТОРОМ
t
Изобретение относится.к способам управления N -канальным накопительным полевым транзистором и может быть использовано в программных накопителях систем обработки данных, в частности в программных накопителях телефонных систем.
Известен способ управления N-канальным накопительным полевым транзистором с накопительным плавакядим затвором, окруженным со всех сторон изолятором, в частности для накопления двоичной информации, при котором программирование осуществляют путем отрицательного заряда накопительного затвора, а разрядку накопительного затвора осуществляют электрическими средствами 1
Однако способ .сложен при осуществлении, так как необходим управляющий затвор, управляемый извне, и относительно высокое напряжение при разрядке, т.е. предусмотрены два различных, специально рассчитанных, управляемых извне управляющих затвора, которые емкостно воздействуют раздельно на тот же самый накопительный затвор. При разрядке на первом управляющем затворе лежит высокое положительное напряжение , в то время как к
второму управляющему затвору,а также стоку и истоку, приложен соответственно потенциал земли, ввиду чего накопленные ранее в накопительном
5 затворе электроны стекают на первый управляющий затвор.
Известен способ управления N-канальным накопительным полевым транзистором с накопительным плавающим
10 затвором, окруженным со всех сторон изолятором, и управляющим затвором в частности для накопления двоичной информации, при котором программирование осуществляют путем заряда копительного затвора, а разрядку накопительного затвора - электрическими средствами 2 .
Однако этот способ невозможно осуществить на единичном полевом транзисторе, так как необходимо выбирать особую конструкцию запоминающей ячейки.
Цель изобретения - уменьшение управляющего напряжения.
25 Поставленная цель достигается тем, что разрядку производят путем приложения напряжения между управляющим затвором с одной стороны и истоком или стоком с другой стороны так, что
30 потенциал управляющего затвора по
сравнению с потенциалом стока или истока является отрицательным.
При многократной перезарядке (программировании) .целесообразно прикладывать для разрядки возрастаклцеё напряжение.
На фиг. 1 схематически представлен накопительный полевой транзистор; на фиг. 2 график зависимости толщины изолирующего слоя и стирающего напряжения при применении туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма на фиг.З и
4- запоминающие полевые транзисторы на фиг. 5-7 - особые формы исполнения запоминающих полевых транзисторов .
Накопительный полевой транзистор содержит запоминающий затвор 1, сток 2, исток 3, слой изолятора 4 между запоминающим затвором и каналом, канал 5, изолятор 6, подложку 7, управляющий затвор 8 и 9, п-канальные запоминающие транзисторы 10-13, входной уси51итель 14, точки 15 и 16 переключения.
Запоминающий полевой транзистор образует отдельную запоминающую ячейку запоминающего устройства. Требуется незначительное количество энергии чтобы одноврегленно быстро очистить электрическими средствами большое количество или даже все запоминающие полевые транзисторы, без перегрева запоминающего устройства или отдельного запоминающего полевого транзистора. Использовав незначительные затраты на тепловые потери и время, например в пределах нескольких миллисекунд или секунды, одновременно очищают очень болыиое количество запоминающих полевых транзисторов.
Как при применении туннельного эффекта Фоулера-Е ордхейма, так и при применении поверхностного эффекта затвора для очистки запоминающего затвора предпочтительно, чтобы запоминающиеся ранее в последнем электроны стекали к той зоне подложки,например входу, через который первоначально не следовало программирование запоминающего затвора. Программирование происходит внутри канала
5в-близи стока 2 посредством тока разрядки. Разрядка отрицательно программированного электронами запоминающего затвора, следует (на фиг.1) посредством тока разрядки в-зоне изолятора, дальше удаленного от электронного тока. Это содействует тому, что изолятор в зоне между запоминающим затвором и каналом при каждом новом программировании и разрядке запоминающего затвора менее сильно загрязняется, чем тогда, когда программирование и очистка или разрядка запоминающего затвора следует всегда через.одну и ту же зону
в изоляторе. Следовательно, способ, в котором при очистке электроны направляются к стоку к той зоне подложки , через которую не происходило программирование запоминающего затвора, имеет то преимущество, что запоминающий затвор и запоминающий полевой транзистор перепрограммируются электрическим путем чаще, чем без применения этого способа.
Предпочтительно при очистке запоминающего затвора направлять электроны стекать к истоку, оставляя сток плавающим. Это имеет два преимущества: расстояние между обеими зонами в изоляторе, через которые с одной стороны следует разрядка, а с другой программирование, особенно велико и поэтому опасность загрязнения изолятора незначительна; программирование производят с малыми затратами энергии из-за незначительного расстояния между ускоряющим участком в канале и стоком.
Сток ранее накопившихся в запоминающем затворе электронов осуществляется приложением стирающего напряжения, такой полярности, что накопившиеся в запоминающем затворе при программировании электроны с. ускорением текут к подложке. Это стирающее напряжение подводится между управляющим затвором и истоком запоминающего полевого транзистора, после чего ранее накопившиеся в запоминающем затворе электроны стекают к истоку. Так как эта зона истока легирована и -примесью, электроны протекают через эту зону. Стирающее напряжение прилагается также между управляющим затвором и стоком, после чего ранее накопившиеся в запоминанмдем затворе электроны стекают к стоку. Следовательно, посредством соответствующего приложения стирающего напряжения легко достигнуть того, что накопившиеся ранее в запоминающем затворе электроны стекают к той выбранной зоне подложки, которая легирована п -примесью. Создаваемый сток электронов к подложке, а не к управляющему затвору приводит к возникновению очень малых напряжений между затворами, следовательно допустима большая собственная емкость между затворами в сравнении с собственной емкостью между запоминающим затвором и каналом. При этом для чтения, программирования, а также для очистки достаточны низкие управляющие Напряжения между управляющим затвором и подложкой, так как подъем потенциала на управляющем завторе сказывается более полно, чем подъем потенциала на запоминающем затворе.
Стирающее напряжение может, например быть постоянным напряжением, которое подается между управляющим затвором с одной стороны и каналом или стоком, или истоком с другой. Но стирающее напряжение может быть также
последовательностью импульсов, которая подводится между управлякадим затвором с одной стороны и каналом или стоком, или истоком с другой. Подается ли постоянное или переменное напряжение зависит от того, должен ли для очистки применяться преимущественно туннельный эффектФоулераНордхейма или поверхностный эффект затвора. При применении туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма применяются оба типа напряжения, преимущественно постоянное напряжение, причем во время общей продолжительности приложения стирающего напряжения ток разрядки течет от запоминающего затвора к подложке, пока все побуждаемые этим постоянным напряжением электроны не стекут с запоминающего затвора. Наблюдается также, что при применении последовательности импульсов аналогично высокой амплитуде, разрядка с помощью туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма существенно ускорена из-за одновременного воздействия поверхностного эффекта затвора. Поэтому при использовании эффекта затвора прилагают между управляющим затвором с одной стороны и каналом или стоком, или истоком с другой, последовательность импульсов стирающего напряжения или постоянное стирающее напряжение с определенной последовательностью импульсов.
Разрядка следует также успешно с помощью, поверхностного эффекта затвора, т,е, посредством приложения импульсов стирающего напряжения с достаточно крутыми передними фронтами и достаточной амплитудой, например при частоте 100 Кгц-1Мгц. с коэффициентом заполнения 1,1 между управляющим затвором, и той зоной подложки куда стекают накопившиеся ранее в запоминающем затворе электроны. При этом запоминающий затвор состоит, например, из поликристаллического кремния, легированного р-примесью, Однако это недостаточно для полной компенсации первоначально возбужденной импульсами стирающего напряжения напряженности поля в запоминающем затворе 1, На обращенной к каналу, насыщенной накопившимися.при программировании электронами, поверхности затвора остается обедненная зона, т,е, остаточная некомпенсированная напряженность поля, ввиду чего удаляемые из запоминающего затвора ранее накопившиеся там электроны, так ускоряются в направлении соответствующей зоны подложки, что покидают эапоминакхций затвор 1 и проникают через изолятор в соответствующую зону подложки. Из-за быстрого падения остаточной некомпенсированной напряженности поля на поверхности .запомингиощего затвора для его полной разрядки, как правило, необходим не
один импульс стирающего напряжения, а их длительная последовательность.
Применение туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма относительно применения поверхностного эффекта затвора имеет то преимущество, что очистка ранее заряженного запоминающего затвора происходит в течение одного процесса. Напротив, при применении поверхностного эффекта затвора при высокой крутизне передних
О фронтов часто достаточно низкое стирающее напряжение. Это особенно по- лезно во многих запоминающих устройствах, так как на схему для обслуживания запоминающих элементов с отно5сительно низкими затратами часто . подают только низкие напряжения,
В случае, если для очистки программированного запоминающего полевого транзистора применяют постоянное напряжение, то предпочтительно обра0зовывать это стирающее напряжение посредством подводимого к управляющему затвору 8 (фиг, 5) постоянного потенциала, особенно потенциала земли, В этом случае запоминающий затвор 1
5 разряжаем настолько, что позднее он имеет примерно потенциал земли. При соответствующем выборе амплитуды и/или продолжительности стирающего напряжения при эксплуатации достига0ется полная или превосходящая ее чрезмерная разрядка запоминающего затвора 1, На запоминающем затворе после разрядки имеется определенный потенциал, идентичный, например,по5тенциалу на управляющем затворе 8, истоке 3, стоке 2 и канале 5, в случае, если на управляющем затворе 8, истоке 3, стоке .2 и канале 5 имеется одинаковый потенциал. Если с запоми0нающего затвора 1 стекло слишком много зарядов, то происходит не только полная разрядка запоминающего затвора 1, но и так называемое новое программирование его потенциалом обратной полярности, что в большинст5ве случаев нежелательно. Посредством того, что при подаче постоянного напряжения соответствующей амплитуды и длительности в качестве стиракадего напряжения управляющего затвора
0 8 напряжение .имеет приблизительно потенциал земли, подобная чрезмерная разрядка или программирование обрат-ной полярностью существенно предотвращается, причем незначительное
5 отклонение от идеальной разрядки запоминающего затвора зачастую безвредно или вредно Б незначительной степени.
Желаемым состоянием разрядки в каждом случае применения туннельного
0 эффекта Фоулера-Нордхейма является то, что при относительно низкой амплитуде стирающего напряжения происходят относительно низкие тепловые потери. При применении для очистки
5 запоминающего затвора 1 лавинного эффекта или канальной инжекции, напротив, эти тепловые потери дополнительно вызывают высокие тепловые потери, по крайней мере, в некоторых зонах подложки соответствующего запоминающего полевого транзистора. При применении туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма часто желательно, особенно в N-канальных запоминаю щих полевых транзисторах, которые программируются с помощью канальной инжекции, т.е. отрицательной зарядки запоминающего затвора, выбирать опре деленную оптимальную толвдину изолятора 4 . Если для изолятора выбирают, например Si0л , то в показанных примерах в большинстве случаев выбирают толщину изолятора 4 большей, чем 400 500 ангстрем. На оси абсцисс диаграммы (фиг.2) нанесены логарифмы толщин изолятора. На оси Ьрдинат нанесены логарифмы эф фективно действующего стирающего напряжения и.между запомингпощим затвором и той зоной подложки, например 3 или 2, куда стекают электроны с запоминающего затвора 1. Из подъема кривой F, на 45 видно, что при изоляторе S i Orj , для туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма имеется, примерно линейная зависимость между толщиной изолятора 4 стирающим напряжением и. Эта кривая Fj в нижнем граничном значении пересекается кривой t.. Кривая FT, создается, например, напряжением Do 15V, и, 1OV на невыбран ной, уже запрограммированной ячейке специального примера исполнения. Пока Р лежит ниже Fj при программировании ячзйки Zn ячейка Z частич но очищается. Следовательно, оптимальная толщина изолятора 4 больше, чем эта нижняя граница величин.Толщи на изолятора 4 часто имеет верхнюю границу з ачений. При S i Oj2 в качестве изолятора эта верхняя граница лежит примерно при 1200 ангстрем,. При верхней границе в условиях одинакового сильного подогрева подложки к ранее заряженному запоминающему затвору из-за лавинного эффекта протекает количество дырок, равное количеству электронов, одновременно протекающих от этого запоминающего затвора к подлож ке, особенно к стоку, из-за туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма. Если толщину изолятора 4делают больше, чем эта верхняя граница,, то возбужденный лавинным эффектом поток дырок в соответствующем рп-переходе между стоком и каналом, и запоминающим зат вором превосходит поток электронов от запоминающего затвора 1, вызванный туннельным эффектом Фоулера-Норд хейма. Вместо разрядки запоминающего затвора с помощью туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма здесь возникает разрядка ранее отрицательного заряженного запоминающего затвора 1 посредством компенсированного, возбужденного лавинным эффектом с высокими тепловыми потерями потока дырок. Кроме того, толщину лзолятора 4 выбирают возможно меньшей, чтобы необходимая для очистки амплитуда стирающего напряжения была возможно меньшей, например составляла около 40 V - такие напряжения получают от схемы, управляющей запоминающим устройством. Следовательно., толщина слоя необходима лишь немногим больше нижней границы этой толщины, чтобы стало возможным использование столь низких напряжений. Кривая F. , в большинстве случаев квадратичной зависимости соответствующей функции наклонена к оси абсцисс примерно на 22 и соответствует зависимости минимального значения напряжения U между запоминающим затвором 1 и стоком 2 (ордината) от толщины слоя изолятора 4 (абсцисса), учитывая генерирование возбужденного лавинным эффектом потока дырок. Точка пересечения кривых F. и Р„ создает верхнюю границу значений толщины слоя изолятора 4, над ней поток дырок от лавинного эффекта превышает ток разрядки. Оптимальная толщина изолятора 4 лежит дальше внизу от этой критической верхней границы, на которой пересекаются кривые Р и Fn . В примере (фиг. 2), соответственно данным в нем конкретным значениям величины, оптимальная толщина слоя составляет около 600 ангстрем, причем возможны некоторые отклонения вверх или вниз без нарушения оптимальности. Для очистки запоминающего полевого транзистора с помощью поверхностного эффекта затвора желательно,чтобы запоминающий затвор изготавливался из полупроводника, легированного противоположно виду того заряда, который запоминается на нем при программировании. Так как на запоминающем затворе запоминаются . отрицательйые заряды, то полупроводниковый запоминающий затвор 1 легирован и имеет Р - тип. Следовательно п-канальный запоминающий полевой транзистор с помощью туннельного эффекта Фоулерй-Нордхейма, т.е. электрическими средствами повторяемо электрически очищается и снова электрически программируется. Электрическая очистка и новое электрическое программирование достигается при соответствующей амплитуде напряжения в предпочтительно короткое время, например в пределах 10 мс и при импульсе напряжения между запоминающим затвором и подложкой около при первой очистке и в пределах одной минуты при двадцатой очистке. Измеренная продолжительность очистки увеличивается от очистки к очистке. Наконец продолжительность очистки превосходит максимально допустимое, произвольно установленное значение, с которого очистка рассматривается как нарушенная и более невозможная. Необходимые для электрической очистки затраты незначительны. Применение п-канала вместо р-канала для запоминающего полевого транзистора необходимо, так как иначе невозможно программирование посредством канальной инжекции и очистка посредством туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма.
В дальнейшем последующее развитие предлагаемого устройства основывается на новом понимании причин и вспомогательных возможностей растущей от очистки к очистке продолжительности очистки. Оно ставит задачу резкого уменьшения наблюдаемого роста продолжительности очистки. Так как необходимая продолжительность очистки j растет существенно медленнее, в случае если она вообще растет, а с помощью этих мероприятий значительно увеличивают число возможных без нарушений очисток и новых программировании. Посредством этого увеличивается также срок службы запоминающего полевого транзистора, так как продолжительность очистки более не достигает так быстро недопустимого значения
Следовательно, в N-канальном запоминающем полевом транзисторе, в котором заряженный или программированный запоминающий затвор разряжается при подаче между управляющим затвором и подложкой стирающего напряжения благодаря туннельному эффекту ФоулераНордхейма и в котором стирающее напряжение соответствующей полярности подводится между управляющим затвором и той зоной подложки, куда следует разрядка. При этом предусмотрено, что при очистке стирающее напряжение, проводимое между управляющим затвором и подложкой, медленно, т.е. в течение нескольких секунд, возрастает до его конечного значения.Следовательно, стирающее напряжение является пилообразным или с импульсом с плоско поднимающимся передним фронтом и постоянной, соответствующей конечному значению, вершиной, или даже образовано амплитудномодулированной последовательностью импульсов с медленно поднимающейся амплитудой. Достигаемые таким образом улучшения при очистке, т.е. большая защита от помех и дальнейшее развитие предлагаемого устройства подробно поясняются с помощью примеров (фиг. 3 и 5) где в запоминающей матрице расположены запоминающие полевые транзисторы (фиг. 3) и показано исполнение отдельного запоминающего полевого транзистора (фиг. 5).Двухразмерная запоминающая матрица содержит также значительно большее, чем четыре, количество таких транзисторов. Отдельные запоминающие полевые транзисторы содержат, наряду с управляемым управляющим затвором, окруженным со всех сторон изолятором, плавающий запоминающий затвор. При программи0ровании запоминающий затвор отрицательно заряжается электронами, котбрые возбуждаются или нагреваются посредством канальной инжекции в собственном канале. После этой отрица5тельной .зарядки запоминающий затвор воздействует, прежде всего при считывании, на подложку тормозящим образом, посредством своей отрицательной зарядки из-за влияния на ток вы0ход-вход. Следовательно после программирования подложка управляется в запертом состоянии (фиг. 7).
Заряженный, . программированный запоминающий затвор 1 разряжается электрическими средствами, путем
5 подведения между управляющим затвором и подложкой стирающего напряжения из-за туннельного эффекта Фоулера-Нордхейма, который вынуждает накопившиеся в запоминающем затворе
0 электроны стекать через изолятор к подложке. При очистке поток электронов разрядки генерирует в том же месте изолятора, что и поток дырок.При этом дырки протекают в направлении,
5 противоположном направлению электронов, так что поток дырок разрядки действует разряжающе на запоминающий затвор.
Разрядный поток дырок возникает
0 в основном из-за возбужденного туннельным эффектом Фоулера-Нордхейма лавинного эффекта. Сильное возрастание продолжительности очистки (от очистки к очистке) связано прежде всего с возникновением разрядного
5 потока дырок. Эти имеющиеся в изоляторе дырки вызывают возрастание необходимого для очистки минимального стирающего напряжения и необходимой продолжительности очистки.
0
Сильное увеличение продолжительности очистки, которое ведет к полному загрязнению и нарушению очистки, полностью или, по крайней мере,существенно предотвращается, если при
5 очистке стирающее напряжение ср. Щ/ i (фиг. 3) , которое подводится между управляющим затвором и подложкой, медленно возрастает до своего конечного значения. Именно стирающее напряжение, например, пилообраз0но возрастает в течение трех секунд от нуля и до своего конечного значения, например между подложкой и управляющим затвором 8. Для этого выбирают для потекцио-ца U постоян5ный потенциал земли, а для потенциа- положительный пс5 отношению к первому возрастающий потенциал. Употребляют также соответствующую амплитудномодулированную последовательность положительных импульсов дл очистки. Так как в предлагаемом устрой стве устраняется разрядный ток дырок, ловушки в изоляторе не заполнены более дырками. Во время медленного возрастания стирающего напряжения между управляющим затвором и подложкой раз рядный ток электронов течет медленно и напряжение между запоминающим затвором 1 и подложкой не достигает высоты, соответствующей кривой F . Подъем напряжения U(|,/Ut происходит так медленно, что не протекает разрядный ток дырок, а продолжительност очистки остается возможно постоянной - признак наличия разрядного тока дырок получают при измерении напряжений между плавающим затвором и той зоной в подложке, к которюй следуют электроны, это наЛ1ряжение возрастает, если протекают также и дырки. Максимально допустимая величина скорости возрастания стирающего напряжения для каждой выбранной конструкции запоминающего полевого транзистора устанавливается опытом на пробном экземпляре. Допустима тол ко такая скорость этого возрастания при которой несмотря на многократные очистки и новые программирования не наблюдается более существенного возрастания продолжительности очистки. Ввиду такого устранения загрязнений возможна также очистка через те места изолятора, через которые следо вало программирование. Следовательно сначала осуществляют программирование посредством подогретых электронов вблизи стока канала 5, а пото через практически то же самое место изолятора осуществляют очистку к ст ку посредством разрядного тока элек ронов. В этом случае также не наблю дается сильного возрастания продолжительности очистки и нового програм мирования и обычной при за1рязнении слишком СИЛЬНОЙ зарядки, при новом программировании. Чтобы улучшить очистку запоминаю щего полевого транзистора, применяют другую форму, допускающую чрезмер ную разрядку запоминающего затвора 1, не вызывая управление транзистором в проводящем состоянии при большой разрядке всего канала. В этой форме исполнения предусмотрено,что запоминающий затвор перекрывает толь ко одну часть канала (фиг. 5), простирающуюся через всю ширину канала 5. Эта первая часть канала 5 содержит то самое место канала, которое посредством канальной инжекции эммйтирует подогретые электроны, или первая часть канала 5 должна по крайней Мере граничить с местом первоначальной инжекции. Дополнительно предусмотрено, что управляющий затвор 8, но не запоминающий затвор 1, перекрывает остальную часть канала (фиг. 5) так, что состояние первой части 5 управляется состояниями как управляющего, так и запоминающего затворов, тогда как состояние остальной части 5 канала управляется только состоянием управляющего затвора. Запоминающая матрица выполнена из запоминающих полевых транзисторов и в таком исполнении при очистке эксплуатируется различно, накопившаяся двоичным способом в отдельных запоминающих полевых транзисторах информация очищается, если действует стирающее напряжение, т.е. напряжение между соответствующим управляющим электродом и соответствующим стоком, следовательно производят возрастание напряжения посредством приложения потенциалов Ug 1 OV . . . + 35V и Ц 1 OV к выбранным запоминающим ячейкам под управлением переключателя 9 в проводящем состоянии; электрически очищается накопившаяся информация способом кодовых Комбинаций в ячейке запоминающего устройства или даже одновременно вся информация во многих ячейках, для этого соответствующие потенциалы подводятся ко всем соответственно расположенным управляющим проводникам матрицы, а очищается полностью накопившаяся во всех ячейках информация тогда, когда ко всем управляющим проводникам матрицы подведен соответствук&ций потенциал. Запоминающее устройство без существенных конструктивных затрат позволяет осуществлять процесс считывания (фиг. 3). При считывании выбранной запоминающей ячейки, например 10, к приданному этой ячейке связанному с управляющим затвором управляющему проводнику подводится такой считывающий потенциал, например 5V, который управляет подложкой соответствующей запоминающей ячейки, здесь 10 - в проводящем состоянии. Если запоминающая ячейка 10 не программирована и управляет подложкой не в проводящем состоянии, то она остается запертой. Является ли подложка соответствующей запоминающей ячейки проводящей или запертой устанавливается одновременным подводом считывающего напряжения (ицЗ/И З) через принадлежащий соответствующему столбцу переключатель,например Uq 3 5V и Ug 3 OV. При считывании запоминающей ячейки подводится считывающий потенциал к приданному управляющему затвору этой ячейки, управляющему проводнику и дополнительно считывающее напряжение Uj3/Uc3 к подложке этой запоминающей ячейки. Протекающий через.канал в подложке ток образует сигнал, управляющий входным усилителем 14,- Этот входной усилитель контролирует наличие тока, т.е. программирована запоминающая ячейка 10 или нет.
При считывании к невыбранному-управляющему проводнику, как и при программировании,, прилагается нулевой потенциал. Этим достигается то, .что ни в одно.й из невыбранных ячеек не течет ток.
В дальнейшем заряженный, т.е. программированный, запоминающий затвор разряжается любым электрическим эффектом, который накопленные в запоминающем затворе электроды вынуждает течь через изолятор к подложке, т.е. к каналу или к стоку, или к истоку. Для этого между управляющим затвором и той зоной подложки, куда следует разрядка, подводится стирающее напряжение соответствующей полярности и амплитуды. Часто возбуждаемый разрядным током электронов соответствующий ток дырок для упрощения описания в дальнейшем вообще не упоминается.
Последующий пример исполнения позволяет очищать одну единственную запоминающую ячейку запоминающего устройства без необходимости одновременной очистки других запоминающих ячеек этого устройства, например других запоминающих ячеек одинакового целевого назначения. В дальнейшем осуществляют двоичную очистку из большого количества совместно накопленных в запоминающей матрице двоичных комбинаций . Кроме того,остается возможность одновременно очищать другие запоминаквдие полевые транзисторы этой запоминающей матрицы, особенно одинакового целевого назначения/когда к этим выбранным запоминающим ячейкам подводится соответствующее напряжение. Необходимые для этого конструктивные затраты особенно незначительны. Желаемая невосприимчивость к помехам не только не учитывается из-за возможности стирать только один бит общей накопленной в запоминающем устройстве информации, но и помехи других, накопленных в запоминающем устройстве, битов особенно незначительны и даже совсем устранены.
Названное преимущество осуществляется тем, что вторые выводы подложек (имеющих по два вывода), расположенных в двухразмерной матрице запоминающих ячеек, соединены вторым управляющим проводником, что вторые управляющие проводники не связаны постоянно гальванически, что при очистке запоминающей ячейки стирающее напряжение подводится между соединенным с соответствующим управляющим
затвором первым управляющим проводником и вторым управляющим проводником, соединенным с соответствующим вторым выводом.
Двухразмерная запоминающая матрица может содержать намного больше чем четыре таких запоминающих полевых транзисторов. Отдельные запоминающие полевые транзисторы наряду с управляющим затвором содержат, окруженный со всех сторон изолятором,
0 плавающий запоминающий затвор 1,причем запоминающий затвор при. програймировании отрицательно заряжается посредством подогретых электронов, возбуждаемых канальной инжекцией в
5 собственном канале. После этой отрицательной зарядки запоминакяций затвор 1, прежде всего при считывании, посредством своей отрицательной зарядки в токе выход-вход тормозящим
0 образом действует на подложку, на ее часть 5 (фиг. 6). Следовательно, после программирования подложка управляется в чрезмерно запертом состоянии.
Отдельные запоминающие полевые
5 транзисторы, изготовленные интегральной техникой, расположены в запоминающей матрице, причем-каждый из них в отдельности образует отдельную запоминающую ячейку. Управляющие затвоDры расположенных в первом измерении матрицы запоминающих ячеек соединены посредством первого управляющего проводника (фиг. 4). Эти управляющие проводники представляют собой гори5зонтальную координатную шину. Вторые выводы имеющих по два вывода подложек расположены в двухразмерной матрице запоминающих ячеек и соединены друг с другом посредством вторых уп0равляющих проводников, причем эти вторые управляющие проводники не соединены между собой всегда постоянно гальванически, т.е. с хорошей омической проводимостью. Это является первым признаком, который отличает
5 данное устройство от устройства где. предусмотрены отделенные друг от друга соответствующие точки пе)еключения 15 и 16, которые не соединены друг с другом постоянно гальваничес0ки (фиг. 4).
Очистка происходит посредством того, что стирающее напряжение Ut|1/yt1 или +35V/OV подводится к выбранной запоминающей ячейке, напри- .
5 мер 10, через соответствующий первый управляющий проводник и через соответствукяций второй управляющий проводник (фиг. 4). Запоминающий затвор N-канального запоминающего
0 полевого транзистора перекрывает только проходящую через всю ширину канала первую часть канала з , которая включает то место канала, которое в результате канальной инжекции
5 при программировании эммитирует подогретые электроны. Достаточно также, если первая часть канала 5 ,по крайней мере, граничит с этим местом канала. В запоминающем полевом транзисторе предусмотрено дополнительно что управляющий затвор 8, но не запоминающий затвор 1, перекрывает остальную часть канала 5 так,что состояние первой части канала 5 управляется как непосредственно от сос тояния управляющего затвора, так и от состояния запоминающего затвора, тогда как состояние остальной части канала 5 управляется непосредственно только от состояния управляющего затвора (фиг. 6 и 7). Очистка запоминающего затвора сле дует через гальванически соединенное с запоминающим затвором, расположенное в стороне от канала 5 5, плечо LK (фиг. 7). Управляющий затвор отделен от ча ти кана/1а 5 только посредством то кого оксидного слоя толщиной 600 ангстрем от подложки. В том случае управляющий затвор только своей шир ной возбуждает текущие в канале заряды. Потенциал плеча LK (фиг.7), из-за относительно хорошей проводимости образующего его слоя, идентичен потенциалу запоминающего затвора 1 -в зоне первой части канала 5 . Следовательно, потенциал плеча не непосредственно зависит от управляю щего затвора 8. Чтобы увеличить это влияние,увеличивают емкость между управляющим затвором с одной стороны и плечом LK и запоминающим затвором 1 с другой, в.то время как не только запом нающий затвор, но и плечо LK перекры то продолжением управляюш.его затвор 8, следовательно управляющий затвор изолирован от плеча LK тонким оксид ным слоем .(не показан) . Вдоль ширины управляющий затвор отделен от подложки прежде всего толстым оксидным слоем, так что там ни управляющий затвор 8, ни запоминающий затвор 1 не создают проводящий канал в подложке. Из-за этого увеличения емкости между управляющим затвором 8 с одной стороны и плечом LK и запоминающим затвором 1 с другой, напряжение между управлякяцим затвором 8 и истоком 3 при очистке выбирается ниже, чем без этого увеличения емкости. Ввиду снижения напряжения допуски параметров, поставляющих это напряжение генераторов, и их переключателей существенно увеличиваются, что улучшает надежность эксплуатации запоминающего устройства. Формула изобретения 1.Способ управления N-канальным накопительным полевым транзистором с накопительным плавающим затвором, окруженным со всех сторон изолятором и управляющим затвором, в частности для накопления двоичной информации, при котором программирование осуществляют путем заряда накопительного затвора и разрядку накопительного затвора осуществляют электрическими средствами, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения управляющего напряжения, разрядку производят путем приложения напряжения между управляющим затвором с одной стороны и истоком или стоком с другой стороны так, что потенциал управляющего затвора по сравнению с потенциалом стока или Истока является отрицательным. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при многократной перезарядке прикладывают нарастающее напряжение. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3728695, кл. 317-235 R, опублик. 1973. 2.IEEE j. Solid.StCire. SC.
inUCl/S(Dh
in l-fffVf
у«
IT
Й7
47
27//г J
3
;:
Wi
ЗСзг
-
-I
14
а ч0
Н
