Элемент памяти с однократным программированием Советский патент 1985 года по МПК G11C11/40 

Изобретение относится к области полупроводниковой и вычислительной техники и используется при построении 3 апоминающих устройств.

Известны элементы памяти с однократным программировайием, основанные на Пережигании металлических или полупроводниковых перемычек за счет джоулева тепла, выделяющегося при протекании тока Щ. .

Эти элементы имеют тот недостаток, что для своей работы требуют больших токов на уровне десятков йиллиампер и при создании матриц элементов требуют использования развязывающих диодов или транзисторов,

Наиболее близким решением из известных является запоминающий бис табильный переключатель, сохраняющий информацию при отключении питаНИН 2j,.B котором на поверхности компенсированного полупроводника расположены два электрода - омический а шоттковскнй. При подаче к электродам налряжения заданной величины длительности на поверхности полупроводника из шоттковского контакта появляется металлическая нить, замыкающая электроды. Нить сохраняется при отключении питания.

Указанный элемент памяти имеет следующие недостатки: при создании матрицы элементов необходимо использовать дополнительные элементы - развязьюающий диод или транзистор; для: его работы требуются большие токи порядка 150 мА; он занимает большую площадь, так как нить расположена на поверхности полупроводника. Все это ограничивает емкость матрицы запоминакяцего устройства до величины порядка 10 бит на кристалл.

Целью изобретения является обеспечение саморазвязки, увеличение степени интеграции и уменьшение энер гии записи информации.

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом элементе памяти с однократным программированием, содержащем полупроводниковую подложку, защитный диэлектрический слой, первую управляющую шину, контактирующую с защитным диэлектрическим слоем, и вторую управляющую шину, внедренную в полупроводниковую подложку и образующую с ней омический контакт, на полупроводниковую подложку и вторую управляющую шину

нанесен эпитаксиальный полупроводниковьм слой противоположного подложке тип проводимости, а защитный слой нанесен поверх эпитаксиального полупроводникового слоя и его участок над второй управляющей тиной выполнен в виде тонкого диэлектрического слоя, толщина которого определяется напряжением пробоя диэлектрического слоя, а диэлектрический слой выполнен из SiO, толщина которого не должна превьшать 50 им.

Схематический вид элемента памяти приведен на фиг, 1,

Описываемый элемент памяти с однократным программированием содержит полупроводниковую подложку (кремний р-типа) 1, эпитаксиальный полупроводниковый слой обратного подложке типа проводимости (кремний п-типа) 2, вторую управляющую шину 3 (вырожденный кремний п-типа), защитный диэлектрический слой 4 (SiOj), области изолирующего элементы р-п-перехода 5 (кремний р-типа), тонкий (tO нм) диэлектрический слой 6 (SiO), nepBjTO управляющую шину 7 (AI). Приведенный вид элемента соответствуетисходному (до записи информации) состоя НИЮ „

На фиг, 2 представлен схематический вид элемента памяти после записи информации. Обозначения приняты те же, что и на фиг. Г. В процессе записи информации в тонком диэлектрическом слое образуется проводящда канал В, в который приникает металлическая нить из материала первой управляющей шины 7 до контакта с эпитаксиальным полупроводниковым слоем 2.

Запись информации осуществляется подачей импульса напряжения между управляющими шинами 3 и 7. Амплитуда импульса должна быть достаточной для электрического пробоя тонкого диэлектрического слоя. Так, например для слоя двуокиси кремния толщиной 10 нм амплитуда импульса должйа быть порядка 10 В, если удельйая проводимость кремния не превьш ает единиц Ом см. При этом полярность импульса напряжения должна быть такой, чтобы первая .управляющая шина 7 была положительно заряжена относительно вторбй управляющей шины 3. Ток при записи ограничен последовательным сопротивлением и при величине его 30 кОм

I. gjffiMEHt ПАШТИ С ОДНОКРАТНЬМ ПРОГРАМЩРОВ ШИЕМ, содержащий попупроводникову подложку, завдтшлй диэлектрический слой, первую управляющую шину, контактирукящо с диэлектрическим слоем, и вторую управля1ощую вшну, внедренную Si fi muna Si р-типв в полупроводниковую подложку и образующую с ней выпрямляющее контакт, отличающийся тем, что, с целью обеспечения саморазвязки, увеличения степени интеграции и уменьшения энергии записи информации на полупроводниковую подложку и вторую.управлякщую шину нанесен эпитаксиальнь полупроводниковый слой противоположного подложке типа проводимости, а защитный слой нанесен поверх эпитаксиального полупроводникового слоя и его участок над второй управляющей вшной выполнен в виде тонкого диэлектрического слоя, толщина которого определяется напряжением пробоя диэлектрического слоя. 2. Элемент памяти по n.t, отличающийся тем, что диэлектрическиЯ слой выполнен из SiO, , толщина которого не должна превшзать 50 нм. iл , V04V