Способ перезаписи информации в ячейке памяти на основе структуры халькогенид меди-диэлектрик-кремний

(56)вып е2Элект ников:1978, т.7,З ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТЮОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3631727/24-2409.08.8323.11.84. Бюл. Р 43В.Г.Соляр н Д.А.Бар681.327,6(088.8)1, Микроэлектроникас.463-468,Костылев С.А., Шкутронное переключенироводниках, Киев, 11978, с.171,172 (и В.А.е в аморфных Нукова думрототип), СИ ИнфоРМАНОВЕ СТРУК- ЭЛЕКТРИК(54)(57) СПОСОБ ПЕРЕЗАПИЦИИ В ЯЧЕЙКЕ ПАМЯТИ НА ОСТУРЫ ХАЛЬКОГЕНИД МЕДИ-ДИ Я 0,1 А КРЕМНИЙ, состоящий в подаче импульсов напряжения при записи состоянияс высокой проводимостью и подаче импульсов тока отрицательной полярностивеличиной 1,5-4 мА с ограничениемнапряжения на уровие 3-7 В при записисостояния с низкой проводимостью,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения процесса перезаписи и повышения его надежности, призаписи состояния с высокой проводимостью подают импульсы напряженияотрицательной полярности величиной6 - 24 В с ограничением тока0,05 - 1,мА.В результате смены полярности импульса записи состояния с высокой проводимостью перезапись информации в ячейке памяти требует подачи 60 электрических импульсов только одной полярности, что упрощаеТ процесс записиинформации и позволяет использовать при создании накопителей простейшие диодные элементы развязки. 65 Работоспособность ячейки йамяти в этом случае обеспечивается в объеме кремния достаточного количества проводящегб материала, который вводится туда иэ слоя халькогеннда меди эа счет диффузии сквозь диэлектрик в процессе высокотемпературных операций ( 300 С) при изготовлении ячейки памяти.Применение импульсов отрицательной полярности приводит к тому, что при записи состояния с высокой проводимостью ионы меди дрейфуют из объема кремния в сторону канала, образующегося при пробое окисла. Вследствие дрейфа не только возникает проводящая перемычка, но и обогащается проводящим материалом прилегающей к перемычке слой кремния. Это приводит к уменьшению сопротивления ячейки по сравнению с известной и резко замедляет процесс разрушения перемычки при хранении информации. Таким образом, повышается надежность записи состояния с высокой проводимостью. При этом сохраняемость состояния с низкой проводимостью остается примерно на том же уровне, а следовательно, повышается надежность перезаписи информации в целом.П р и м е р 1. Запись состояния с высокой проводимостью осуществляется подачей на ячейку памяти импульсов напряжения отрицательной полярности ( + на Я величиной 15 В с ограничением тока на уровне 0,4 мА. Запись состояния с низкой проводимостью производится подачей импульсов тока отрицательной полярности величиной 2 мА с ограничением. напряжения на уровне 5 В.Контроль состояния ячейки проводится по величине ее электрического сопротивления: состоянию с высокой проводимостью соответствует сопротивление не более 10 кОм, с низкой проводимостью - не меиее 100 кОм. Промежуточное состояние (сопротивление между 10 и 100 кОм) считается отказом записи.После проверки состояния ячейка подвергается испытаниям на сохраняемость записанной информации в течение 500 ч при 70 С,П р и м е р 2 . Запись состояния с высокой проводимостью осуществляется подачей на ячейку памяти импульсов отрицательной полярности напряжением 6 В при ограничении тока величиной 0,05 мА, состояния с низкой проводимостью - подачей импульсов тока отрицательной полярности величиной 1,5 мА с напряжением не более 3 В. Далее проводят контроль состояния и испытания на сохранность аналогично.примеру 1.1125654 доля отказов при испытаниях,ЪРежим перезаписи Способперезаписиинформации Состояние с Полярность Напряжение, Ток,проводимо- В МА 615 0.42,0 12 60,05 1,52824 1,0 16,4,0 П р и м е р 3, Запись состояния с высокой проводимостью осуществляется подачей импульсов напряжения величиной 24 В с ограничением тока на уровне 1 мА, состояния с низкой прово" димостью - подачей импульсов тока ве личиной 4 мА при напряжении не более 7 В.Контроль ииспытания производят аналогично примеру 1.Для получения данных о надежности О перезаписи информации в каждом описанном примере испытано по 50 образцов в состояниях с высокой и низкой про-. водимостью.Для получения сравнительных дан ных запись информации в ячейках памяти производится известным способом, т.е, с использованием импульсов напряжения положительной полярности при записи состояния с высокой проводимостью. Параметры импульсов перезаписи соответствуют указанным в примерах 1-3. Контроль. состояний ;и испытания насохраняемость информации проводят укаэанным способом,25Результаты испытаний приведены в таблице. (Отметим, что при использовании известного способа перезаписи большая часть отказов хранения, 2/3 ,происходит в первые часы и ми" куты испытаний). 30 Данные таблицы показывают, чтоиспользование предлагаемого способаперезаписирезко снижает долю отказов Предлагаемый ВысокойНизкойВысокойНизкойВысокой при хранении записанной информации.Предлагаемый способ является бЬлееэффективным по сравнению с известным и при использовании предельныхрежимов, однако наилучшие результатполучены в среднем режиме (пример 1) .Дополнительно в лучшем режимепроверена способность ячеек памяти кмногократной циклической перезаписиинформации; Среднее число циклов перезаписи составляет для предлагаемого способа 90, а для известного11 циклов,Таким образом, предлагаемый способ перезаписи информации обеспечивает повышенную надежность, увеличивая в то же время число циклов пере"записи.Изобретение обеспечивает повышение надежности работы ячеек памяти имикросхем на их основе примерно в 5раз эа счет более надежного храненияинформации, увеличение числа цикловперезаписи информации, упрощение конструкции и технологии изготовлениямикросхем вследствие применения в накопителях вместо развязывающих ИДПтранзисторов развязывающих диодов,По той же причине можно повыситьплотность упаковки элементов накопителя, уменьшив габариты микросхемы или увеличив информационную емкость примерно в 2 раза; Кроме того,упрощается перезапись информациивследствие использования импульсовтолько одной полярности.