Способ записи и считывания информации в мноп-элементе памяти и матричный накопитель для запоминающего устройства

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я)4 С 11 40 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ЗАГ 1 ИСИ И СЧИТЫВАНИЯИНФОРМАЦИИ В МНОП-ЭЛЕМЕНТЕПАМЯТИ И МАТРИЧНЫЙ НАКОПИТЕЛЬДЛЯ ЗАПОМИНАЮШЕГО УСТРОЙСТВА(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано длясоздания как электрически программируемых постоянных запоминающих устройств,ЯО 140508 так и многократно перепрограммируемых запоминающих устройств повышенной информационной емкости на основе МДП- структур, в частности МНОГ 1-транзисторов. Целью изобретения является повышение информационной емкости. Основой накопителя является МНОП-транзистор. Запись информации осугцествляют подачей программируюгцих импульсов на каждую стокистоковую область, кроме одной, на которую подают при считывании импульс напряжения. Затворы МНОП-транзисторов любой пары смежных столбцов матрицы соединены с двумя адресными шинами таким образом, что к одной из них подключены затворы транзисторов только четных строк матрицы, а к другой - только нечетных. 2 с. и. ф-лы, 4 ил.10 15 20 25 30 40 45 50 55 35 Изобретение относится к вычислительной ехнике и может быть использовано для оздания как электрически программируеых постоянных запоминающих устройств, ак и многократно программируемых запоминающих устройств повышенной информационной емкости на основе СДП-структур,частности МНОП-транзисторов.Целью изобретения является повышение йнформационной емкости.На фиг. 1 представлены эксиерименталь-ые выходные характеристики 1 - 3, разъяс-яюцие принцип считывания информации, оторая записывается как со стока, так и о стороны истока обычного МНОП-тран. истора с двумя сток-истоковыми областями; а фиг. 2 - структура элемента памяти, ид сверху", на фиг. 3 - то же, вид сбоку; а фиг. 4 -- матричный накопитель на ос-ове МНОП-элемента памяти с четырьмя с ок-истоковыми областями.При записи информации используют канальную или лавинную инжекцию носителей с захватом заряда в диэлектрике вблизи с окового р - п-перехода, но операцию прог аммирования производят столько раз, с олько он имеет сток-истоковых областей. Г ри этом с помощью инжскции горячих электронов, например, в и-канальном МНОГ 1 элементе формируют требуемую величину и рогового напряжения вблизи каждого с ок-истокового р - п-перехода, подавая пол жительное напряжение на его затвор и к нкретиую сток-истоковую область, заземл в хотя бы одну из оставшихся ири считыв нии информации, записанной вблизи выб анного сток-истокового р - п-перехода, и затвор МНОГ 1-элемента подают напряжен е величины, находящейся внутри его межи роговой зоны, а все остальные или хотя бы о, ин из невыбранных сток-истоковых р -и - р-переходов возбуждают напряжением и евышающим напряжение смыкания части УНОП-элемента вблизи этого р - п-иереход с учетом того, что эта часть может находЧться в состоянии с высоким пороговым нЭпряжением благодаря ранее накопленному заряду в диэлектрике вблизи данного р. и-перехода в предшествующей операции программирования.Напряжение смыкания части МНОП- эхемента вблизи сток-истокового р - и-перехода, находящейся в состоянии с высоким ийроговым напряжением при определенных рсжимах записи, может превышать величину 5 В, выбранную, например, в качестве напряжения питания интегральной схемы при считывании. В конкретной реализации интетральной схемы по какой-либо причине пГ(и считывании может оказаться невыгодным формирование на стоке элемента импульса с амплитудой более 5 В. В этом случае при программировании формируют требуемую величину порогового напряжения последовательно вблизи каждого сток-истокового р - п перехода, за исключением по крайней мере одного, который при записи используется как исток, а при последующем считывании - как сток. В этом случае при считывании не требуется повышенное напряжение на стоке, но имеет место потеря по крайней мере одного бита информации на элемент. Элемент памяти, реализующий предлагаемый способ, выполнен с четырьмя стокистоковыми областями и содержит подложку 4 р-.типа, и-сток-истоковые области 5 - 8,первый - третий 9 - 11 слои подзатворногодиэлектрика, управляющий электрод (затвор) 12.При записи горячих электронов насток 5, соединенный с затвором 12, подаетсяимпульс (/л длительностью 10с, истокири этом заземлен. Принцип разогреваи инжекции электронов здесь аналогичентому, который используется в приборахс плавающим затвором, с той лишь разницейчто в данном случае захваченные электроныне растекаются вдоль канала, а сосредотачиваются на ловушках в нитриде кремниявблизи стока.В зависимости от режима записи длинаобласти вдоль канала со встроенными в диэлектрик зарядом колеблется вблизи значениямкм. При измерении эффективногопорогового напряжения такого транзисторас записанным зарядом сток инвертируетсяс истоком, т. е. подается напряжение Ь==(=l о до появления тока в канале величиной 1 мкЛ.Экспериментальные зависимости (фиг, 1)разъясняют принцип считывания информа.ции, если ее записывать как со стороны стока, так и со стороны истока. Пусть к затворуэлемента приложено некоторое напряжениеО=+5 В, находящееся внутри межпороговой зоны МНОП-элемента (с/5 ор=2 В, Ю.р==9 В). Если элемент находится в исходномсостоянии, то его выходная характеристикаимеет вид 1 независимо от того, какой электрод является стоком, т. е. ток в канале идетпри любом напряжении на стоке УЕслипроизведена запись со стороны стока, то этахарактеристика примет вид 2. При этом напряжение С соответствует напряжениюсмыкания части элемента вблизи стока с высоким пороговым напряжением, посколькудлина этой части весьма мала. Если записьпроизведена со стороны истока или с обеихсторон, то выходная характеристика 3 определяется или напряжением смыкания стокистокового элемента, или пробивным напряжением и -области стока О (в зависимости+.от того, что меньше),Таким образом, имеется межпороговаязона второго ряда У+С/ь наличие которойпозволяет прочесть информацию, котораяхранится у стока, а также информацию, которая записана у истока. Для этого при считывании подают поочередно на стоковую и истоковую области напряжение Сl, удовлетворяющее соотношению С/(Е//, и по наличию или отсутствию тока определяют, какая информация хранится у противоположного электрода. При этом подается напряжение на затвор, удовлетворяющее соотношению У Р/з(О.р. Таким образом, согласно предлагаемому способу управления МНОП-элементом памяти с двумя сток-истоковыми областями его информационная емкость повышается в два раза.Матричный накопитель на основе МНОП- элемента памяти с четырьмя сток-истоковыми областями (фиг. 4) содержит строчные разрядные шины 13, адресные шины 14, столбцовые разрядные шины 15, элемент 16 памяти.Противоположные сток-истоковые области элементов памяти каждой строки матрипы подключены к двум различным строчным разрядным шинам. 11 ротивоположные сток истоковые области элементов каждого столбца матрицы подключены к двум столбцовым разрядным шинам, а затворы элементов памяти соединены с адресными шинами таким образом, чтобы затворы двух произвольно взятых элементов памяти любого одного столбца или любой одной строки матрицы не были подключены к одной и той же адресной шине. Матричный накопитель предназначен для ППЗУ с электрическим стиранием. 30Выполнение функций данным накопителем непосредственно вытекает из способа записи и считывания в элемент памяти. Предлагаемый накопитель обладает повышенной информационной емкостью. 1. Способ записи и считывания информации в МНОП-элементе памяти, заключаюшийся в подаче программирующих импульсов на стоковую и затворную области МНОП- элемента памяти при записи информации, а при считывании - в подаче импульса напряжения на затворную область, отличающийся тем, что, с целью повышения информационной емкости элемента памяти, при записи информации подают программируюшие импульсы на каждую сток-истоковую область, кроме одной, на которую при считывании подают импульс напряжения. 2. Матричный накопитель для запоминаюшего устройства, содержаший элементь 1 памяти, включенные в перекрестиях адресных и разрядных шин, отличающийся тем, что, с целью повышения информационной емкости накопителя, элементы памяти выполнены в виде МНОП-элемента с четырьмя сток-истоковыми областями, при этом противоположные сток-истоковые области элементов памяти каждой строки подключены соответственно к двум смежным строчным разрядным шинам, а противоположные стокистоковые области элементов памяти каждого столбца подключены соответственно к двум смежным столбцовым разрядным шинам, при этом затворы каждого из элементов памяти -й строки и /-го столбца (где г и у -- текушие значения номера строки и столбца) соединены соответственно с затворами элементов памяти (с+2) -строки, (с) -строки и (/+2) -столбца, (/ - 2) -столбца и соответствуюшей адресной шиной.1405089 Фи еваКорректор МПодписноеизобретений и о ж крыт Редактор Н. ГунькоЗаказ 3108/55ВНИИГ 1 И Г осударстве113035,Производственно.нол Составитель Л. АмусТекред И. ВересТираж 590ного комитета СССР по деламМосква, Ж - 35, Раугнская награфическое предприятие, г. Уж д. 4/5ород, ул. Проектная