Способ хранения информации в запоминающем устройстве на мноп-структуре

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик нц 981 94(22) Заявлено 02,02.81 (21) 3242576/18-24с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 311182Бюллетень йо 44Дата опубликования описания 30.11,82 1 М. Кп.з 6 11 С 11/34 6 11 С 11/40 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийсА,ф. Плотников, В.Н, Селезнев и Р.Г. Сагн)товвОрдена Ленина физический институт им. П.Н; -ЛебЕдева(54) СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ЗАПОМИНАЮЩЕМ УСТРОЙСТВЕ НА МНОП-СТРУКТУРЕ2 О Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах, построенных на основе структур металл- нитрид кремния- окисел кремния" 5 полупроводник (МНОП).Эффект памяти в МНОП-структурах заключается в накоплении и удержании заряда, инжектированного в диэлектрик. Запись информации в МНОП-струк туре осуществляется приложением к диэлектрику напряжения, большего порога переключения. В результате инжекции и накопления заряда диэлектрик поляризуется, Заряд накапливается на глубоких ловушках в нитриде кремния и поляризованное состояние диэлектрика может сохраняться долго.Известен способ хранения информации в запоминающем устройстве (ЗУ) на основе МНОП-структур заключающийся в хранении информации при отключении питания. Заряд, захваченный на глубокие ловушки вблизи границы диэлектриков, стекает в полупроводник, Туннельный ток существенно зависит от электрического поля в этой области и достигает порядка 106 В/см (1.Недостатком этого сцособа является следующее. После 10 -10 циклов запись-стирание информации характеристики структуры ухудшается, т.е., время хранения информации сокращается с нескольких тысяч часов до 103 10 4Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ хранения информации в оптическом ЗУ на основе МНОП-структур. Информация в известном способе сохраняетсяпри от-. ключенном питании (2).Недостатком известного способа хранения является то, что в приповерхностной части диэлектрика имеет место существенная величина напряженности поля, что приводит к уменьшению времени хранения информации. Цель изобретения - увеличение времени хранения информации.Поставленная цель достигается тем, согласно способу хранения информации в запоминающем устройстве на МНО 11- структуре, основанному на удержании заряда в нитриде кремния, накопленного при записи путем поляризации нитрида кремния при подаче напряжения с амплитудой, большей амплитуды напряжения порога его переключения, осуществляют дополнительную поляризацию нитрида кремния путем подачи импуль 978194сов положительной полярности с амплитудой, меньшей амплитуды напряжения порога переключения, длительностью (10-10) с периодом следования(10 -10) с.Указанные импульсы на состояние сзвахватом электронов (чему соответстВует положительный знак напряженияплоских зон) и инверсное состояниеполупроводника действуют следующимобразом, Поскольку их амплитуда боль-(Оше максимального напряжения плоскихзон, результирующее поле полупроводника, складывающееся из поля накоп-ленного заряда и внешнего поля, вызывает аккумуляцию основных носителей 15заряда (электронов). Т.е. в течениедействия импульса приповерхиостнаяобласть полупроводника находится вобогащенном режиме. Плительность импульса достаточна для рекомбинацииэлектронов и образовавшихся до начала импульса дырок, после окончанияимпульса. полупроводник находится всостоянии обеднения, Если период следования импульсов меньше времени образования инверсного слоя, то действие импульсов проявится в периодическом разрушении слабого инверсногослоя, который образуется в паузах между импульсами, Таким образом, в полу-З 0проводнике поддерживается нестационарное обеднение и электрическое псле вприповерхностной области диэлектрикамного меньше, чем при наличии инверсного слоя.Вследствии этого и скорость стекания электронов замедляется,Импульсы ускоряют стекание захваченных в диэлектрике дырок, так какв паузах между импульсами полупроводник находится в режиме аккумуляции, 4 Оа во время,цействия импульса полезаряда увеличивается внешним полем,Но поскольку импульсы следуют с большой скважностью (10-10 в) с, их влияние на скорость стекания дырок незначительно,На структуре с толщинами слоев 810и 81 И 18-20 А и 800-900 А соответственно МНОП-элементы памяти переключаются электрическими импульсами с амплитудой 65 В,длительностью 30 мкс.Число переключений составляет 10 циклов,На чертеже представлены результаты испытаний согласно предлагаемомуспособу хранения в сравнении с известным.Кривые 1 а и 1 б показывают стеканиеэлектронов и дырок соответственно врежиме без импульсов. Кривые 2 а и 26иллюстрируют стекание заряда в режиме,когда на структуру подают импульсыс амплитудой +12 В, длительностью100 нс и периодом следования 0,5 с.После 3 10 с окно гистерезиса сос 6тавляет 5,5 В, Таким образом, применение данного способа хранения информации в ЗУ на основе МНОП-структурпозволяет после 10 циклов записьстирание увеличить время храненияинформации от нескольких до нескольких тысяч часов.Формула изобретенияСпособ хранения информации в запоминающем устройстве на МНОП-структуре, основанный на удержании зарядав нитриде кремния, накопленного призаписи. путем поляризации нитридакремния при подаче напряжения с ам-,плитуцой, большей амплитуды напряжения порога его переключения, о т л ич а ю щ и й с я тем, нто, с цельюувеличения времени хранения информации, осуществляют дополнительную поляризацию нитрида кремния путем подачиимпульсов положительной полярности самплитудой, меньшей амплитуды напряжения порога переключения, длительностью 10 -10 фс и периодом следования 10 -10 с.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3590037,кл. 317-324, опублик, 1971,2, Коробов Н.В. и др. Рекурсивная .запись оптической информации на структурах металл- диэлектрик-полупроводник, СбКвантовая электроника,2, 1975, М 9 (прототип).978194 7 ставитель В. Тел хред Ж. Кастелеви ко Редактор И. Ковальчу тор Г. Решетник аказ 9227 б ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фи Тираж 622ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауш Подписнокомитета СССРоткрытийая наб д. 4/5