Элемент памяти

.Талд 088.8 я тех197 ника, сер.3юе9, к 6(84),1тво СССР7/00, 198 на структура3; на Ьпг.2 нческим слоем сосуда стненнцй номитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности кпостоянным электрическим перепрограммируемым запоминающам устройствам, сохраняющим информацию при отключенном источнике питания и может быть использовано в блоках паияти вычислительных манин, в устройствах автоматики, микропроцессорах,Цель изобретения - увеличение времени хранения инАормации в элементе па Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к постоянным электрически перепрограммируемым запоминающим устройствам,. сохраняющим инАормацию при отключенном источнике питания, и может быть использовано в блоках памяти вычислительных иащин, в устройствах автоматики, микропроцессорах.Целью изобретения является увеличение времени хранения иноформации в элементе памяти . мяти. Цель достигается теи, что эупБ=" мент памяти дополнительно содержит второй проводящий слой 9 из тугоплавкого металла или силнцида тугоплавкого металла, расположенный иежду четвертым диэлектрически слоем 7 и первым проводящим слоем 8. Элемент памяти содержит также пятый диэлектрический слой 10, расположенный между четвертым диэлектрическим слоем 7 и вторым проводящим слоем 9, Нали-" чие слоя 9 снижает инжекцию носите" лей заряда из слоя 8, что уиеньпает компенсацию зарядов противоположного знака, инжектированных из подложки 1 и слоя 6, Б результате в третьем диэлектрическом слое 6 и вблизи его границ происходит накопление преимуцестве 1 п 1 о электронов, Энергетическое положение ловуаек обеспечивает длительное хранение захваченного заряда. Слой 10 усиливает блокировку пнжекции дырок из слоя 8 в слой 7 ф 2 иль 1 эепе3 На фпг1 представлеэлемента памяти. разрето же с пятым диэлектрЭлемент памяти содержит полупро" водниковую подложку 1, областп 2, 3 стока и истока, диэлектрические слои 4-7, проводящие слои 8, 9. Элемент памяти может также содержать пятью диэлектрический слой 10,Работа эЛемента памяти может быть рассмотрена на примере элеиснта па 1540563мяти, включающего полупроводниковую нсдложку 1 р-тнпа проводимости первый диэлектрический слой 4 иэ снерхтонкого окисла кремния, второй диэлектрический слой 5 из нитрида кремния, третий диэлектрический слой 6 иэ сверхтонкого слоя окисла кремчетвертый диэлектрический слой 7 из нптрида кремния, первый проводящий слой 8 из поликристаллического кремния, второй проводящий слой 9 из силицида молибдена, области 2, 3 второго тина прс 1 водимости являются стоком и истоком транзистора элемента паяти. Исходное пороговое напряжение элемента памяти близко к нулю. ЗаписьиФормации осуществляется поцачейна электрод затвора (слой 8) относительно подложки 1 импульса положительного напряжения амплитудой,учитывающей толщины и диэлектрическиепроницаемости диэлектрических слоев 2 с;4-7. Для описанной конструкции электрические поля в первом, третьем ивтором, четвертом диэлектрическихслоях 4-7 составляют величины порядка 8-10 и 5-6 МВ/см соответственно.Для суммарной толщины нитридпых слоев 100-150 1 программирующие напряжения составляют 8-12 В, Ток электронов через первый диэлектрическийвФслойпреобладает над током элект."ронов во втором, третьем и четвертомдиэлектрических слоях 5-7. Для выбранных программирующих напряженийтолщины второго и четвертого диэлект".рических слоев 5, 7 выбраны такими,чтобы положение третьего диэлектрического слоя б, имеющего высокую плотность глубоких ловушечных центров ирасположенного между вторым и четвер-,тым диэлектрическими слоями 5, 7,совпадало с положением центроида захваченного заряда. 11 аличие же второгопроводящего слоя 9 из тугоплавкогометалла или его силицида снижаетинжекцию носителей заряда из электрода затвора, что уменьшает компен 50сапию зарядов противоположного знака;иисктированных иэ подложки 1 и электрода затвора. Таким образом, в треть.ем диэлектрическом слое б. и вблизиего границ происходит накопление55преимущественно электронов, что переводит элемент памяти в непроводящее состояние с высоким пороговым напряженим, величина которого существенно превышает величину порогового напряжения в случае высокой цнжекцйон ной способности электрода затвора Энергетическое положение ловушек обеспечивает длительное хранение захваченного заряда, в том числе и при повышенных температурах.Стирание заряда осуществляется приложением к слою 8 относительно подложки 1 отрицательного импульса напряжения . За счет пониженной диэлектрической проницаемости третьего диэлектрического слоя 6 электричес-кое поле в нем вышее, чем в прилегающих нитридных слоях 5, 7, что позволяет легко удалить электроны, захваченные на глубокие ловушки. Преобладающая инжекция дырок из подложки.позволяет накопить на глубоких ловущечных центрах положительный заряд,что переводит элемент памяти в проводящее состояние с низким пороговым напряжением, величина которого из-заотсутствия компенсации выше. Структура затвора наиболее эЯективна длянизковольтных МИОП-элементов памяти,когда толщина нитридных слоев 5, 7менее 20 нм. Центроиды зарядов, ин"жектированных из подложки 1 и электрода затвора, располагаются в таких структурах очень близко и компенси-руют друг друга. В предельном случаеесли инжекция и захват одинаковы ицентроиды зарядов сЬвпадают, то эффективный результирующий заряд будет равен нулю, Снижение инжекции со стороны электрода затвора позволяет сущестенно увеличить межпороговую зону. Считывание проводят подачей между областями 2, 3 нижкого напряжения,при этом если элемент памяти имеетвысокий логический порог, то егоканал Имеет высокое сопротивление, если низкий логический порог, токанал транзистора элемента памятихорошо проводит ток.В качестве материалов могут бытьтакже использованьп для третьегодиэлектрического слоя 6 - оксинитридкремния, для второго проводящегослоя 9 - тугоплавкие металлы и ихсилициды, Для усиления блокировкиинжекции дырок из электрода затворав описанную структуру затвора можетбыть введен пятый диэлектрический15слой .10, например, иэ окисла крем 1ния,Толщина пятого диэлектрическогослоя 10 составляет 1,5-3 толщиныпервого диэлектрического слоя 4.При уменьшении толщины (1,5 толщи",ны первого диэлектричесокго слоя 4)пятый диэлектрический. слой 10 стано"вится туннельно прозрачным и йе обес.печивает блокировки дырок, Превышение толщины (3 толщин первого диэлектрического слоя 4) приводит к заметному увеличению программирующихнапряжений. Ф о р м у л а и з о б р е т, Е К и я 1, Элемент. памяти, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, области стока и истока .второго типа проводимости,. расположенные в приповерхностном слое полупроводниковойпод". ложки, первый диэлектрический слой расположенный на поверхности полуйроводниковой подложки между областями стока и истока с перекрытием их краев, второйтретий и четвертый 40563 6диэлектрические слои, последователь-.,;но расположенные на первом днэлект",рическом слое, первый проводящийслой, выполненный нз поликремния,причем первый и третий диэлектрические. слои являются туннельно-тонкими с диэлектрическойпройицаемостьюменьшей, чем диэлектрическая прони цаемость второго и четвертого диэлектрических слоев, о т л и ч а ющ и й с я тем,.что, с целью увеличения времени хранения информации вэлементе памяти, он содержит второйпровЪдящий слой, выполненный из тугоплавкого металла или силицида тугоплавкого металла, расположенный начетвертом диэлектрическом слое, первый проводящий слой расположен на 20 втором проводящем слое. 2, Элемент Памяти по п,1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что содер жит пятый диэлектрический слой, рЙсйоложенный между четвертым диэлектрическим слоей и вторым проводящим слоем, толщина пятога диэлектричес" Мого слоя в 1,5-3 раза больше толщины первого диэлектрического слоя,1540563 Составитель С.КоролТехред И.Дидык,актор Т.Орловск роши орр ект одпи 59 Тир и ГКНТ ССС Суда енного комитет 13035, Иосква,комбинат "Патент", е,циа, 101 род ственно-издатель акаВНИИПИ по изобретениям и открытин