Элемент памяти

(51)5 С 11 С 17/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР О ПИ АНИЕ ИЗОБРЕТЕН Й - ",.;";"., - К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к постоянны(4 электрическим перепрограммируемым запоминающим устройствам, сохраняющим инФормацию при отключенном источнике питания. Цель ивобретения -Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к постоянным электрически перепрограммируе-мым заломинаацим устройствам типаМНОП, ПНОП, ПОПО 1, сохраняющим ивЬориацию при отключенном источнике питания еЦелью изобретения является увеличение количества циклов нрограииировапия и времени хранения нлФориацин,На чертеясе представлена структураэлемента памяти, разрез,Элемент памяти содержит полупроводниковую подложку 1, области истока 2 и стока 3, первый 4, второй 5 итретий 6 диэлектрические слои, днэлектрические слои 7, 8 группы, проводящий слой 9. увеличение времени хранения и количества циклов программирования. По-. ставленная цель достигается тем, что элемент памяти содержит дополнительно группу диэлектрических слоев 7,8 из оксинитрида кремния. Слои 7,8 совместно с третьим диэлектрическим слоем 6 создают неоднородную запоминающую среду, обогащенную ловушками, которые н опрсделяют длительное хранение даме при повышенных температурах. Кроме того, увеличивается высота и ширина потенциального барьера со стороны проводящего слоя 9. Это обуславливает снижение июкекцни носителей из слоя 9 и уменьшение тока через струк- а туру затвора. В результате повышается стойкость элемента к циклам программирования, 1 ил. вайПервый диэлектрический слой 4 представляет собой туннельно-тонкий диоксид кремния, второй слой 5 - нитрид фф 1 кремния, последующие слои 6 - 8 из оксинитрида кремния с постепенноСл уменьшающимся показателеи преломле- М ния от 1,9 до 1,7, проводящий слой 9- из металла, поликреиния, силнцида металла. Толщина второго диэлектрического слоя 5 составляет 2"5 толщины первого диэлектрического слоя 4.Суммарная толщина оксинитридньп слоев 6-8 выбирается из предельных вам при проектировании элемента памяти программирующих напрякелий, исходя из того, что рабочие электрические поля в этих слоях 6-8 должны составлять (5-8)10 В/см, 1667537Увеличение количества оксинитрид"ных слоев 6-8 при одной и той же их суммарной толщине следует понимать как дробление их а более тонкие оксинитридные слои и в тех случаях, когда каждый оксинитридный слой будет мономолекулярным, переход к непрерывному изменению состава и, следовательно, показателя.преломления по толщине.Работу элемента памяти рассмотримдля случая полупроводниковой подложки р-типа. Исходное пороговое напряжение элемента памяти близко к нулю. Запись 15 информации осуществляют подачей на электрод затвора (слой 9) элемента памяти относитеяьноподложки 1 импульса положительного напряжения. Амплитуда импульса такова,что с учетом толщины и диэлектрических проницаемостей диэлектрических слоев 4-8 затворной Структуры электрические поля в сверх- тонком слое 4 окисла и нитридно-оксинитридной структуре имеют величины 25 не менее 1 б и 5-8 мВ/см соответственно. Электронный ток через сверхтонкий окионый слой 4 в этих условиях преобладает ад током электронов в нитрид но-оксинитридной структуре и часть ЗО электронов захватывается ловушками этой структуры, что переводит элемент памяти в непроводящее состояние с высоким полозительным пороговым напряжением. Стирание информации производится аналогичным образом, только вместо импульса положительной полярности подают отрицательный импульс и ловушки запоминающей среды накапливают положительнй заряд (дырки). Эе О мент памяти при этом переводится в проводящее состояние с отрицательнья пороговым напряжением.Построение запоминающей среды из ряда оксинитридных слоев 6-8 с после довательно уменьшающимся коэффициентом преломйения создает неоднородную за" поминающую среду, обогащенную глубокими центрами захвата, которые и определяют длительное хранение информа Ьии даже при повышенных температурах Снижение же показателя преломления у каждого последующего оксиннтридного слоя 6-8 приближает его состав к оксиду кремния и, следовательно, увели" чивает его ширину эапрещенной зоны и соответственно величину потенциаяь" ного барьера со стороны электрода эа,твора. Кроме того, изменяется и форма барьера - она становится более растянутой. Эти факторы приводят к снижению инжекции носителей из электрода и уменьшению тока, протекающего через структуру эатвора. Деградация ИНОП- структур связана с величиной протекшего через нее заряда,Формула изобретенияЭлемент памяти, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, области стока и истока4 второго типа проводимости, расположенные в прнповерхностном слое полупроводниковой подложки, первый диэлектрический слой из двуокиси кремния, который является туннельно-тонким и расположен на поверхности полупроводниковой подложки между областями стока и истока с перекрытием их краев, второй диэлектрический слой иэ ннтрида крем" ния, расположенный на поверхности первого диэлектрического слоя, третий диэлектрический слой нз оксшитрида кремния, расположенный на поверхности второго диэлектрического слоя, проводящий слой, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью увеличения количе-, ства циклов программирования и времени хранения информации, элемент памяти содержит группу диэлектрических слоев иэ оксинитрида кремния, последовательно расположенных на поверхности третьего диэлектрического слоя, показатель преломления которого больше показателя преломления первого диэлектрического слоя группыв которой показатели преломления кажцого диэлектрического слоя, кроме первого, меньше показателя преломления предыдущего диэлектрического слоя, проводящий слой расположен на последнем диэлектрическом слое группы.Составитель С. КоролевТехред Л,Сердюкова КорректорИ.Самборская Тираж Подпнс иоекомитета по иэобретенияи и открытиям при ГЕНТ СССР Москва, И, Раушская иаб., д. 4/5