Оптоэлектронная запоминающая структура

(19) (11)Л)4 О 11 3 04 КСАН овеет ВТОРСНОМУ СВ ЕПЬСТВУ(54) (5.7) ОПТ ЩАЯ СТРУКТУР водниковую п водимости, н ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Ордена Ленина физический институт им, П.Н. Лебедева АН СССР (72) А.Ф.Плотников, В.Н.Селезнев и Р.Г.Сагитов(56) Патент СПА У 3624419, кл. 307-279, 1971.Коробов И.В, и др. Реверсивная запись оптической информации на структурах металл-диэлектрик-полупроводник. - Квантовая электроника", 1975, т2, 9 9, с. 2013-2018. ЛЕКТРОННАЯ ЗАПОМИНАВсодержащая полупродложку одного типа про одной поверхности ко торой размещены приповерхностные области полупроводника другого типа проводимости, между которыми на поверхности подложки расположены слои диэлектрика со встроенным зарядом, на приповерхностных областях полупроводника другого типа проводимости размещен слой диэлектрика, общий прозрачный электрод, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности структуры, в нее введены резистивный слой и прозрачные электроды, каждый из которых размещен на слое диэлектрика смежных приповерхностных областей полупроводника другого типа проводимости, резис- ср тивный слой размещен между прозрач- ф ными электродами и общим прозрачным электродом, а слой диэлектрика выполнен туннельно-тонким.УИзобретение относится к вычисли.ельной технике в частности к оптоэтлектронньгьт запоминающим устройствам.Известна Оптоэлектронная запоминающая структура на основе т 10 П-транзистороз. Ячейки памяти представляют собсй "тандартные ячейки памятИ ПОЛУГтВОВОДЬПКОВЫХ ЗаПОМИНаЮЩИХ устройств ;. ггроизвольной выборкой. ЗавнтСЬ Овтн-тЕ"Кой ИНфОРМаЦИИ ПРОИЗВтОДИтСЯ ,.Рт; ПОМОЩИ фОтОДИОДОВ ИЛИ фототра.-зисторов.Недостатком таких структур явля 1 О ется возможность только электричес кого считывания информации и сложНОСтт Ка-"КДОт ЯЧЕЙКИ ПаМЯтИт СОДЕржа щей 8-10 элементов.Наиболее близким по технической сущности и,достигаемому эффекту яв О ляется Оптоэлектронная структура, ячейки которой представляют собой кПтП-элеме;.ты (металл - нитритт ткремния - окисел кремггия - полупроводник) расположенные под общим для25 всех ячеек пропускающим свет электродом, Структура содержит подложку Одного типа проводимости, на которой сформированы прлповерхностные области полупроводника другого типа прово- тО дгмости. Каждая ячейка. памяти состоит из поляризующегося диэлектрика (.итрид кремния). Чтобы избежать перетекания заряда из одной ячейки в другую, ячейки разделены утолщениями диэлектрика, в которых формируется Обьемный заряд обеспечивающий обеднение носителями тока участков полупроводника в промежутках между ячейками, Хранение информации производится бтагодяра эффекту накопления заряда в поляризующемся диэлектрике при воздействии на него сильногоэлектрического поля. Запись оптическ гх сигналов производится при подаче на верхний управляющий электрод потенциала, обедняющего полупроводник в ячейках памяти, и освещением ячеек, в которых необходимо записать информацию. Алалогично произВодится считывание информации.Недостатком прототипа является необходимость использования управляющих напряжений, близких к напряжению пробоя диэлектрика, что сокращает срок службы структуры.Целью изобрететгия является повьпление надежности структуры. Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронную запоминающую с"руктуру, содержащую полупроводниковую подложку одного типа проводимости, на одной поверхности которой размещены приповерхностные области полупроводника другого типа проводимости, межцу которыми на поверхности подложки расположены слои диэлектрика совстроенным зарядом на приповерхностных областях полупроводника другого типа проводимости размещен слой циэлектрика, общий прозрачный электрод, введены резистивный слой и прозрачные электроды. каждый из которьгх размещен на слое диэлектрика смежных приповерхностных областей полупроВОДНИКа ДРУГГ)ГО тиПа ПРОВОПИМОСЧИт резистиви.лй слой размещен между прозрачными электроцами и общим прозрачным электродом, а слой диэлектрика выполнен туннельно-тонким,На чертеже ттоказана предложенная оптоэлектронная запоминающая структура.Она содержит полупроводниковую подложку одного типа проводимости 1, полупроводниковые области другого гила проводимости 2, диэлектрик с зстроеттньтм зарядом 3, туннельно-тонкий диэлектрик 4, общий прозрачный электрод 5 т резистивный слой б,прозачные электроды 7, размещенные на диэлектрике смежных ячеек.В качестве полупроводника можно использовать кремний, в качестве туннельно-тонкого диэлектрика и резистивного слоя - туннельно-тонкие , ои двуокиси кремния, нитрида кремния, оксинитрида кремния, а также тпои высакоомного аморфного или поликристаллического полупроводника (кремния, германия). В качестве диэлектрика с встроенным зарядом можно использовать двуокись кремния, нитрид кремния. Пропускающие свет электроды можно изготавливать из металла (золото, никель), легированного полупроводника (например, поликристаллического кремния) или окисла полупроводника (например, двуокись олова). Таким образом, ячейка памяти содержит два элемента с общей нагрузкой, образованной резистивным слоем. Каждый из элементов обладает Б-образной вольт-амперной характеристикой. Включение двух таких элементов1095829 Корректор В.Бутяга Редактор С.Титова Техред В.Кадар Заказ 4342/1 Тираж 543 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 в цепь с общей нагрузкой образуеттак называемую запрещающую связь,т.е. в высокоомном состоянии можетнаходиться только один из двух элементов (какой именно, задается освещением). Освещая один их элементовячейки памяти, можно перевести егов низкоомное состояние. При этомдругой элемент однозначно окажетсяв высокоомном состоянии. Назовем та Окое состояние ячейки памяти 1-О, Таким образом, образуется код, которыйназывается парафазным. Освещая затем элемент, который находится в высокоомном состоянии, можно перевести ячейку в состояние 0-1. Состояния 1-0 и 0-1 можно различить по фотоотклику ячейки, поскольку фотоотклик элементов в низкоомном и высокоомном состояниях разный, Так осуществляется считывание. Использование парафазного кода повышает надежность работы структуры. Управляющиенапряжения составляют 5-15 В, что такжеповышает надежность работы структуры. 25 Поскольку для хранения информации достаточно одного бистабильного элемента, второй элемент можно .заменить фотоприемником (фотодиодом, фототранзистором), который при освещении шунтирует бистабильный элемент, приводя к его переключению в высокоомное соотношение, Обратное переключение осуществляется освещением бистабильного элемента. По сравнению с базовым объектом, в качестве которого выбран прототип, предлагаемая структура работает при более низком управляющем напряжении (до 5 В) и не подвержена деградационным явлениям, свойственным структурам с захватом заряда, что повышает надежность структуры. Быстродействие предлагаемой структуры составляет 0,1-1,0 мкс (для базового объекта 1-30 мкс). Использование предлагаемой структуры перспективно в оптоэлектронных запоминающих устройствах емкостью 1 О вбит.о о