Элемент памяти для постоянного запоминающего устройства

,1)5 с 11 с 17 И ИОМИТСТ и ОтнРытиям ЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТ с трицески олщиной о т л с целью я информ мент пам лектрицес я, распо ическомлек я т слой то, ени ло Гриценко лицения в ии в элементи содержитий слой из ненный на трео Ц 0 ДЯ ПОСТОЯН РОИСТРА, соовую подложку ЯТ а кремни диэлектр слой ра ицеском о и четв раз пре ктрицескмецен иалое, при"ртого слоышают толго слоя. лое, а провтвертом дим тощиныравны ину первог диэлектридвуокиси второйрида крем- диэлектриый из00 Х т о з ни рвом л обретен тносится к выциспи" быть ис"репрограмиэлектрице с-пример, изоо-оо Х,лое размещ н второ енный,пьнои технильзовано вруемых пости кий слой, выпо нитрида кремни и металлически Оно может ктрицески ных запоми аняних и аюцихформацтания,блока Недостатк мяти являетс быстродейств ции, так как но боль мации з вушек и может оое л в устро процес шого врема сцет уров одимоказатьсяневозмо заряда.Это являетсяствием для испоных запоминающихтого, при непреинформации из-звания (которое,ловлено приложенвающим напряжен серье ьзова устр рывном больш в цас ным к ием) вным препятия в современйствах. 1(роме сцитывании ого поля сциты ности, обусзатвору сцичъ ремя непрерывФФ+Фьь: фф., ГОСЧДАРСТНЕН ПО ИЗОБРЕТЕНИ ПРИ ГИНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ( Е) (г 7) ДргМЕНТ ПДИНО ГО ЮПОИИНМНГ ГО УСдержащий полупроводнина. коорой размещен ицеский слой, выполненкремния толщиной; ЦОдиэл,.ктрицеский слойния, размещенный на и устроиствах, сохрн ию при отклюцении истоцника пи нашедших широк применение в х памяти выцис тельных машинм ройствах автоматики, в миксорах.Известны элементы памлти длл постоянного запоминающего устройства.Один из известных элементов памя" ти содержит полупроводниковую подлож ку первого типа проводимости, в приповерхностном слое которой распогояе ны диффузионные области второго типа проводимости, образующие сток и исток, на котором разме ,ен первый диэпектрицеский слой, выполненный, например, из окисла кремния толщиной б 0-200 1, На первом диэпектрицес 50 107907 2третий дииси кремнроводящийл тем,ремени ярае памяти,етвертыйитридтьемдящийлектр толцинои 2слой.такого элемента па-, зкал надежность и, ри стирании информаполучении достатоцени хранения инфорелицения энергии ло сть нитрида кремниятак мала, цто пракжно провести стираниного сцитывания также .удается получить 30-100 ч, Невелика также и стойкость к переклюцениям у данного элемента памяти. Поскольку заряд элект-ронов по иере циклирования (запись стирание) протекает по одной зоне двуокиси кремния и нитрида кремния, то происходит неравновесная заселенность глубоких центров в нитриде крем ния, которая приводит к необратимому возрастанию порогового напряжения и ухудшению Функциональных свойств элемента памяти.Наиболее близким технИцескилл решением к изобретению является элене 4 т гам гт и, кото Рый соде Р)ни т гОлу проводниковую подложку., первый дизлектрицеский слой из двуокиси кремония толщи 40 Й МР., второй ди" электрицеский слой из нитрида кремния толщиной 200-500 Я, третий диэлекгрлцеский слой из двуокиси кремния толщиной 10-30 Я и проводящий слой, третий диэлектрицеский слой Рас:поже 4 между гРоводгщлл слоем и вторым диэлектрическим аллоем.Работает элемент памяти следующим образом, Запись осуществляется, подачей на проводящий электрод положительного напряжения такой велицины цто гюля во втором диэлектрицеском слое и первом диэлектрицеском слое сос"авляют э 8 1 В/сл и 1 0 1 О Г 1 Ьу сл 1 соответственно, При этом ток через первый длэлектрическиЙ слой много ме 4 ьшс тока церез второй и третий диэлектрицеские слои, Преобладающим является ток инжекции дырок из ПРО- водящего слоя через третий диэлектрицеский слой во второй диэлектрицеский слой. Инжектированные дырки захватываются ловушками нитрида кремния, по всему слою 3, в том цисле и около границы раздела первого и второго диэлектрицеских слоев элемента памяти, где накапливается положительный заряд.Стирание осуществляется при подаце на проводящий слой положительного напряжения такой велицины, цто поля во втором и первом диэлектрицеском полях в 1,5-2,5 раза меньше, цем при записи. При этом преобладающим является ток инжекции электронов из полупроводниковой подложки через пер вый диэлектрический слой во второй диэлектрицеский слой. Электроны цастицно рекомбинируют с дырками, а 1079079частицно компенсируют их заряд. Недостатком такого элемента памяти является недостаточно большое времяхранения информации.Целью изобретения является увелицение времени хранения инОрмации вэлементе памяти.1-10 Цель достигается тем, что элемент памяти для постоянного запоминающего устройства, содержащий полупроводниковую подложку, на которойРазмещен первый диэлектрицеский слой,выполненный из двуокиси кремния толощиной 0-100 Я, второй диэлектрицес"кий слой из нитрида кремния, размещенный на первом дизлектрицеском слое,третий диэлектрицеский слой из дву 20 Окиси кремния толщиной 10-30 А ипроводящий слой, содержит четвертыйдиэлектрический слой из нитрида кремния, Расположенный на третьем диэлектрическом слое, а проводящий слой25 размещен на четвертом диэлектрическом слое, причем толщины второго ичетвертого слоев равны и в 2-5 разпревышает толщину первого диэлектрического слоя.3 Г На цертеже изобраен элемент па",мяти,Элемент памяти содержит полупро"водниковую подложку 1, первый ди"электрический слой 2 из двуокисикремния, второй диэлектрицеский слой353 из нитрида кремния третий диэлектрицеский слой 1 из двуокиси кремниячетвертый диэлектрицеский слой 5 изнитрида кремния, проводящий слой 6.Первый диэлектрический слой 2толщиной 40-100 А обеспечивает прохождение церез него электронов в режиме стирания и препятствует прохождению электронов в режиме записи ихранения, Дырки через этот слой проходить не могут.Рассмотрим работу предлагаемогоэлемента.В режиме записи запись произво 5 О дится приложением к цетвертому диэлектрицескому слою 5 напряжения полояительной полярности (амплитуда. 7-10 В, длительность 10 мс - 100 мс),При этом происходит накопление дырок(положительного заряда) в третьемдиэлектрицеском слое .1 л.В Режиме стирания стирание производится приложением к третьему диэлектрицескому слою 1 положительного напряжеедактор О, Йркова Техред М.Иоргентал Корректор О,Густ Подписноеоизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Раушская наб., д. 4/5 2821 Тираж Государственного комитет 113035, Москва, Зака рчИИ нт", г.ужгород, ул. Гагарина,1 нат "Па иэводственно-издатель ком 5 10790 ния (амплитуда 12-18 В, длительность 100 мкс - 1 мс). При этом происходит ивнекция электронов из полупроводни-ковой подложки 1 в третий диэлектрический слой 4 и их рекомбинация с дырками, накопленными в этом слое при записи.По сравнению с прототипом время хранения инФормации в элементе памя О ти повышено. увеличение времени хранения обусловлено тем, что в конструкцию элемента, памяти вводится блокирующий диэлектрический слой, создающий потенциальные барьеры для электронов и дырок на границе со слоями, в которых осуществляется на" копление заряда.Если в качестве запоминающей среды используется нитрид кремния, то в О качестве блокирующего слоя целесообразно использовать слои двуокиси либо оксинитрида кремния. Высота потенциального барьера для электронов на границе нитрид кремния составляет 25 1 эВ, барьер для дырок составляет 79 ь2 эВ. Блокирующий слой делается туннельно непрозрачным, так что барьерможет быть преодолен только за счеттермического возбуждения, Относительная вероятность преодоления барьеравысотой в 1 эВ составляет при комнатной температуре И - 10 . Эта оцен 17ка показывает, что введение блокирующего слоя исключает рекомбинациюзахваченных электронов и дырок тем,что время хранения информации в таком элементе памяти определяется теми же механизмами, которые лимитируют растекание в обычных ИНОП-элементах памяти,Применение предлагаемого элемента памяти позволяет увеличить время хранения,информации в элементе памяти до 10 лет и непрерывного считывания до 1 года соответственно, При этом упро" щается технология их изготовления, в частности нет необходимости в изоли" рованном кармане для матрицы запоминающих элементов.