Элемент памяти

)5 С 11 С 17/О ОПИСАЙИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ Й АВТОРСКОМ У 35(54) ЭЛЕМЕНТ (57) Изобрет тельной техн стоянным эле руемым запоми храняющим инЪ о леНа чертеже показананта памяти тура аияти сод одложку 1две обл Элемент иводниковую ипроводимости,.рого типа пров ржит полупропервого типасти 2, 3 вто, три диэлект" ос ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Патент Франции У 2298523,кл. С 11 С 17/00, 1978.ЕЕЕЕ Тгапв. ап Е 1 есйгоп Ъечасе,1983, Ч.ЕР-ЗО, У 2, с. 122"18. Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к посто"янным электрически перепрограммируемым запоминающим устройствам, сохраняющим информацию при отключенномисточнике питания, и может быть ис"пользовано в блоках памяти вычисли"тельных машин, в устройствах автома-,тики, микропроцессорах,Целью изобретения является увеличение эффективности записи информациии количества циклов перепрограммиро"вания элемента памяти. источнике питания. Целью изобретения является увеличение количества циклов перепрограммирования элемента памяти. Поставленная цель достигается тем, что элемент памяти содержит сегнетоэлектрический слой 7, Слой 7 поляризуется при подаче импульса программирующего или стирающего напряжения таким образом, что усиливает электрические поля в диэлектрических слоях 4-6, вызывая увеличение инжекцип носителей заряда из подложки 1. Это4 позволяет накопить большие по величи-, не заряды за меньшее время, а значит, уменьшить деградацию запоминающей среды при перепрограммировапщ. С 2 з.п. Ф-лы, 1 ил. рических слоя 4-6, сегнетоэлектрический слой 7, проводящий слой 8.Предположим, элемент памяти имеет полупроводниковую подложку 1 р-типа, и-области 2,3 у поверхности которой являются истоком и стоком транзисторного элемента паияти; первый, второй, третий диэлектрические слои 4-6, егнетоэлектрический слой 7 и проводя- щий слой 8 образуют затвор транзисторного элемента памяти, причем первый диэлектрический слой 4 представляет собой сверхтонкий окисел кремния, второй диэлектрический слой 5 нитрид кремния, третий диэлектрический.слой 6 либо отсутствует, либо представляет собой снерхтонкий слой окисла или оксинитрида кремния, полученного окислением части толщины вто"рого диэлектрического слоя 5 (нитрида ки 1. Наличие же границы разде)та с кремния), проводящий слой 8 - алю" сегнетоэлектрическим слоем 7 создает миний, или тугоплавкий металл, илив ее области дополнительную высокую поликремний, или силицид тугоплавкого плотность ловушечных центров, металла, или их комбинация является Эти дна фактора позволяют за мень" затвором транзисторного элемента па- шие времена при одинаковых программимяти. рующих напряжениях накопить большиеЭлемент памяти работает следую" по величине информационные заряды по щим образом. сравнению с обычным ЯНОГГ-элементомИсходное пороговое напряжение трап. .:.памяти. Наиболее эффективно сегнетозистора памяти близко к нулю. Запись электрический слой 7 работает в низинформации осущесгвляется подачей на ковольтных вариантах с малыми толщизатвор относительно подложки 1 им нами диэлектрических слоен 4-6 пульса положительного найряжепия та" 1, В этих случаях сегнетозлектрический кой амплитуды, чтобы электрическиеслой 7 дополнительно выполняет роль поля в первом, втором диэлектрических слоя, блокирующего инжекцию как дыслоях 4, 5 и сегнетоэлектрическом , рок, так и электронон со стороны слое 7 имели величины 9 - 1 Й; 5 - 7электрода. Третий диэлектрический и 1,0-10 кВ/см соответственно. Ток о слой 6 может отсутствовать, что не из". электронов через первый диэлектричес" менит принципиальную возможность ра кий слой 4 преобладает над током боты элемента памяти н целом, но н электронов во втором, третьем дизлект- случае малой толщины нторого диэлектрических слоях 5,6 и сегнетозлектри- рического слоя 5 (менее 2 П нм) налическом слое 7. Во втором диэлектричес"5 чие третьего диэлектрического слоя 6 ком слое 5 и на границах второго ди- весьма желательно, так как он позвозлектрического слоя 5 с третьим б и ляет в этом случае повысить злектритретьего 6 с сегнетозлектрическим ческую прочность диэлектрической сисслоем 7. содержащих высокую плотность темы и создать дополнительную концепт" глубоких ловушечных центров, происхо- Зр рацию глубоких ловушечных центрон и, дит накопление заряда электронов что таким образом, способстнует улучшепереводит транзистор памяти в непро- нию эффективности записи информацион" водящее состояние с высоким пороговым ных зарядов и их хранению. Однако напряжением. т 1)етий диэлектрический слой б не долСтирание заряда осуществляется при.з 5 жен быть сколь угодно толстым, так ложением к затвору относительно под- как это приведет к увеличению проложки 1 отрицательного импульса на- граммирующих напряжений и даже к попряжения, В слоях 4 в . 7 затворной сис- тере работоспособности элемента памя-. темы элемента памяти создаются элект- ти. Г 1 озтому, чтобы способствовать рические поля такого же порядка, как 4 О улучшению эффективности записи и в то при записи элект 1)онов, при этом элект- же время заметно не унеличинать пророны с ловушечных центров удаляются, граммирующие напряжения, не следует а инжектированные иэ подложки 1 дырки испольэовать толщину третьего дизлектзахватьп)аются на ловушечные центры, рического слоя 6, более чем в три рачто .позволяет перевести транзистор па 45 за превышающую толщину перного сверх- мяти в проводящее сосгояние с низким тонкого диэлектрического слоя 4, обычпорогоным напряжением. Контроль логи- но равную 2-3 нм, для реализации высо"ческого состояния элемента памяти про- кой эффективности программирования иводится контролем тока в канале тран- высокой стойкости к циклам залисьэисторв при приложении между истоком 1) стирание элементов памяти, Наличие и стоком небольшого электрического на- сегнетоэлектрического слоя 7 в элеменпряжения. Сегнетоэлектрический слой 7 те памяти позволяет уменьшить деграполяризуется при подаче импульса про- дацию запоминающей среды, что привограммирующего или стирающего напряже- дит к увеличению количества циклонния таким образом, что усиливает запись-стирание элемента памяти.электрические поля в расположенныхДополнительным преимуществом предмежду ним и подложкой 1 диэлектричес- лагаемого элемента памяти являетсяких слоях 4-6, вызывая увеличение то обстоятельство, что блокировкаинжекции носителей заряда из подлож- инжекции носителей заряда сегнето0 6рцческие слои имеют дгэлектрические проницаемости меньше, чем второй ди. электрцческпц слой, а толщина третьего диэлектрческаго слся составляет 0,0 - 3,0 толщины первого диэлектрического слоя, пронадящи слоц, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения эффектнностг записи инфарьацгп и количества циклон пере-, программраваия элемента памяти, он, содержит сегнетоэлектрнческий слой, расположенньв на поверхности третьего диэлектрического слоя, а гроводящцй слойрасположен на поверхности сегнетаэлектрического слоя.12. Элемент памяти по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что проводящий слой.выполнен из тугаплавкого металла, илц цоликремния, пзгг силиццда тугоплавкого металла, или их комбинации.3. Элемент памяти по пп. 1 и 2, а т л и ч а ю щ ц й с я тем, что второц диэлектрический слой выполнен из оксинитрида кремния или комбгнаци нитрпда кремния нестехиометрнческого состава с оксинитридом гремния, с акислал кремния, с нитридом кремния,158289 электрическим слоем 1 со стороны . электрода снимает ограничения на материал электрода и таким образом расширяет технологические возможности изготовления элемента памяти, в частности, и схем памяти в целом,Изготовление нторога диэлектрического слоя 5 переменного состава,. например из нитрида крегнгя с оксинит 10 ридом кремния, с нитридом кремния нестехиометричного состава, с окислом кремния, позволяет увеличить время хранения информации. 15Формула из обретения Элемент памяти, содержащий полупроводниковую подложку первого типа . проводимости, две области второго ти- щ па пронодимасти, расположенные в приповерхностнам слое полупроводниковой подлоЖки, первьп, второй и третий ди.электрические слои, последовательно.распоггоженные на поверхности полупроводниковой подложки между первой и второй областями второго типа проводимости с частичным перекрытием их краев, причем перньп и третий дизлект-..8 Составитель С.КоролевРедактор Т,Орловская Техред .Олийнык Корректор 1,Шарош аказ ч 059 Тираж НИИПИ Гасударственного комитета по изо 113035, Иосква, Ж, Радписнае ытиям при ГКНТ ССС етенияи и а шская наб.,изводствевно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101