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

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0508 19) (11) 1 С 11/4 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) ГОСОБ ЗА 1 ИСИ И СЧИТЪВАНИЯИНФОРМАЦИИ В МНОП-ЭЛЕМЕНТЕ ПАМЯТИ, МНОП-ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ И МАТРИЧНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано длясоздания как электрически программируемых ПЗУ, так и многократно перепрограм мируемых ЗУ повышенной информационной емкости на основе МДП-структур, в частности МНОП-транзисторов. Целью изобретения является повышение информационной емкости. Основой накопителя является МНОП-транзистор. Затворы каждого из элементов памяти 1-й строки и 1-го столбца (1 и 1 - текущие значения номера строки и столбца) соединены соответственно с затворами элементов памяти (1+ 1).й строки, (1 - 1) -й строки и (1 + 1) -го столбца, (в - 1)-го столбца и с соответствующей адресной шиной. При записи информации импульсы подают последовательно на каждую сток-истоковую область элемента памяти, при считывании на одну из сток-истоковых областей подают импульс напряжения, превышающий по амплитуде напряжение смы. кания области, примыкающей к данной стокистоковой области. 3 с. и. ф-лы, 4 ил.405088 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания как электрически программируемых пост 05 ццых запоминаюЦих устрОЙстВ, , так и многократно перепрограмчируемых за.помицаюпсих усройств повышенной ицфорчашоццой емкости ца основе МДП-стрчТур,гестности МНОГ-транзисторов.ссыо изобретения является повыше Ние информационной емкости.На фиг.представлены эксцериментальцые Выходные характеристики- 3, разьясцяюцце принцип считывания информации, которая записывается как со стока, так и со сс)рс)цы истока обьчцого МНОП-трац:Исс)ре с двучя сток-истоковыми областями;ца фиг. 2 структура элемента памяти, рсап,к)цес 1 О способ, Вил се)ерхуца фиг. 3 - го жс, ид сбоку; ц; фиг. 4 - матричный цаксцНтсль ца осюве МНО(1-элемента памя ц с еырьм я сток-пс токое 1 ы) РГ Обл аст 51 м н.11 ри зеНцси ицфорхасип испо,:Гь:уют капалеяую илц лавинную ицжекцию цосителеи с захапгоч заряда в диэлектрике вблизи стокос) го р-и-церехо)еа, цо операцию и рс)- грач м проа ц и 51 цроизВО,15 т стО.1 ькО раз, ско,ько с)ц ихсс сток-истоковых Областей.1 ри эОч с помощью инжекции горячих 25 эгСктрс)цон, например, в п-канальном МНОП элементе формируют требуемуо величину порогового напряжения вблизи каждого стокистокового р-п-перехода, подавая положитльцое цапряжецие на его затвор и коцкретцук) сток-истоковую область, заземлив хот 5 бь одну из оставшихся, а при считывании информации, записанной вблизи выбранного сток-истокового р-п-перехода, на затвор МНОП-элемента подают напряжение е)еличицы, находящейся внутри его межпороговой зоны, а все остальные или хотя бы олин из цс ыбрацных сток-истоковых р-и- ,переходов ш)збуждают напряжением, пре,вышак)цим напряжение счыкация части МНОП-элемента вблизи этого р-и-перехода с учетом того, что эта часть может на ХОДИТЬСЯ Е) СОСТОЯНИИ С ВЫСОКИМ ПОРОГОВЫМ напряжением олагодаря ранее накопленному заряду в диэлектрике вблизи данного р-и-перехода в предшествуюцей операции программирования.11 ри данном способе считывания наличие или отсутствие тока через исток МНОП- элемента це зависит от того, в каком состоянии находится диэлектрик (заряженном или нет) вблизи и+-области, служащей при считывании в качестве стока. Ток в этом случае определяется лишь пороговым напряжением вблизи истока, на который напряжение це подается. Беря последовательно в качестве истока остальные и+-обласги элемента, прочитывают всю информацию элемента пачяти. 55Элемент памяти (фиг. 2 и 3) выполненс четырьмя сток-истоковыми областями и содержит подложку 4 р-типа, п-сток-истоковые 2области 58, первый - третий 9 - 1 слои подзатворного диэлектрика, управляющий электрод (затвор) 12.Гри записи горячих электронов на сток 5, соединенный с затвором 12, подается импульс Ь; длительностью 10с, исток 7 при этом заземлец. Принцип разогрева и инжекции электронов здесь аналогичен тому, который используется в приборах с плавающим затвором, с той лишь разницей, что в данном случае захваченные электроны не растекаются вдоль канала, а сосредотачиваются на ловушках в цитриде кремния вблизи стока.В зависимости от режима записи длина ооласти вдоль канала со встроенным в диэлектрик зарядом колеблется вблизи значения 1 мкм. При измерении эффективного порогового напряжения такого транзистора с записанным зарядом сток инвертируется с истоком, т. е. подается напряжение= 6 = .,3, до появления тока в канале величицой 1 мкА.Экспериментальные зависимости (фиг. 1) резЯсняют принцип считывания информации, если ее записывать как со стороны стока, так и со стороны истока. Пусть к затвору элемента приложено некоторое напряжение Ц = -1-5 В, находящееся внутри межпороговой зоны МНОП-элемента., = 2 В, ) = 9 В). Если элемент находится ц исходном состоянии, то его выход. цая характеристика имеет виднезависичо от того, какой электрод является стоком, т. е. ток в канале идет при любом напряжении ца стоке (1, . Если произведена запись со стороны стока, то эта характеристика примет вид 2. При этом напряжение ( соответствует напряжению смыкания части элемента вблизи стока с высоким пороговым напр 51 женРем, поскольку длина этой части весьма мала. Если запись произведена со стороны истока или с обеих сторон, то выходная .характеристика 3 определяется или напряжением смыкания сток-истокового элемента, или пробивным напряжением и -области стока ) (в зависимости от того, что меньше).Таким образом, имеегся межцороговая зона второго рода (1 + (11, наличие которой позволяет прочесть информацию, кото. рая хранится у стока, а также информацию, которая записана у истока. еля этого при считывании подают поочередно на сто. ковую и истоковую области напряжение (1, удовлетворяющее соотношению ./ ( ( .Геь и по наличию или отсутствию тока определяют, какая информация хранится у противоположного электрода. При этом, подается напряжение на затвор, удовлетворя.ОФ ", ющее соотношению (1, ( (., ( ( . Таким образом, согласно предлагаемому способу управления МНОП-элементом памяти с двумя сток-истоковыми областями его информ а. ционная емкость повышается в два раза.3Соответственно, ггри наличии и сток-истоковых обл сетей емкость чожет быть увеличена в я раз.Матричный накгнгитель на основе МНОП- элемеггга ггамяти с четырьмя сток-истоковыми областями (фиг. 4) содержит строчные разрядгсые шины 13, адресные шины 14, столбгсовые разрядные шины 15, элемент 6 памяти.11 ротивоположные сток-истоковые области эсгементов памяти каждой строки чатригнг подксгкгчеггы к двум различным строчным разрядныч гггиггам, аналогично противогголожные сток-истоковые области элеменг(аждог.о стосгбгга мат)игсы подклго геггы к двум столбцовым разрядным шинам, а затворы элементов памяти соединены с адреснымп шинами 14 таким образом, чтобы затворы двух произвольно взятых эсгементон памяти любого одного столбца пли любой одной строки матрицы не были подклгоцсны к одной и той же адресной пгине. Матричный накопитель предг;азначен для создания 113 У на осггоис элемента ггачятн с третьим диэлектрическим слоем 11.Вьгиосгнение данным накопителем функг 1 ии избирательного электрического программировагия. (в составе ПЗУ) непосредственно вытекает из приведегсных примеров записи и считывания отдельным элементом г а мяти,Исггосгьзование изобретения позволит более цем на порядок повысить информапионггуго емкость.Формула ссзобрег енсся1. Способ записи и считывания информации в МНОП-элементе памяти, заключаюгпийся в подаче программирующих импульсов на стоковую и затворную области МНО 1-эсгемеггта ггамяти при записи информации, а при считывании - в подаче импульса напряжения на затворную область, от.гсс сасосцссйся тем, что, с целью повыгнения иггфорчапиоггггой емкости элемента памяти, нрп знгисп информации програм 4мируюшие импульсы подают последовательно на каждую сток-истоковую область элемента памяти, при сцитывании информации подают на одну из сток-истоковых областей импульс напряжения, превышающий по амплитуде напряжение смыкания области, примыкагощей к данной сток-истоковой области, причем информацию считывают с других сток-истоковых областей.2. МНОГ 1-элемент памяти, содержащий 1 О полупроводниковую подложку р-типа проводимости, в приповерхностной области которой размещены стоковые и истоковые области н-типа проводимости, на поверхности полупроводниковой подложки р-типа проводимости размещеньг слои диэлектриков, один из которых является запоминающим, и слой проводника, от,гссцающсссся тем, что, с целью повышения информационной емкости элемента памяти, в него введены дополнительные сток-истоковые области, при чем осговньге и дополнительные сток-истоковые ооласти размещены одна от другой на расстоянии.3. Матричный накопитель для запоминающего устройства, содержагций элементы памяти, включенные в перекрестиях адресных и разрядных шигг, отлицаюсцийся тем, что, с целью повышения информационной емкости накопителя, в нем элементы памяти выполнены в виде МНОП-элемента с четырьмя сток-истоковыми областями, при этом противоположные сток-истоковые об.ласти элементов ггачятн каждой строки под.ключены соответственно к двум смежным строцныч разрядным шинам, а противоположные сток-нстоковые области элементов памяти каждого столбца подключены соответственно и двум смежным столбцовыч разрядным шинач, при этом затворы каждого нз элементов памяти с-и строки иг-го столбца (где с н гтекущие значения номера строки и столбца) соединены соответственно с затворами элементов памяти 40 (с + 1)-й строки, (с - )-й строки и (г + 1)- го столбца, (г - 1)-го столбца н с соответствующей адресной шиной.