Способ переключения ячеек памяти на основе мпд- @ - @ - структур

 

,SU„„3 02977l

Q64 11 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ::.

Ръ(Ц где U

U н

Кнс мяти к свету в низкоомном состоянии.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3323109/18-24 (22). 27.07.81 (46) 23.08.86. Бюл. В 31 (7t) Ордена Ленина физический институт им. П.Н.Лебедева (72) А.Ф.Плотников, В.Н.Селезнев и P.Ã.Ñàãèòoâ (53) 681;327.6(088.8) (56) Коробов И.В. и др. Реверсивная запись оптической информации на структурах металл - диэлектрик - полупроводник. "Квантовая электроника", 2, В 9, 1973.Т.Vamamoto, К.Kawamura and Н.Shxmign, "Silicon — р — n - InsulatorNetal (p — n — I - -М) devies" Sold

State Electronics 1976, 0 19, ; рр. 701-706 ° (54) (57) CHOCOH ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ЯЧЕЕК

ПАМЯТИ НА OCHOBE МДП-р-и-СТРУКТУР из низкоомного в высокоомное состояние, заключающийся в подаче на ячейки памяти одновременно импульса света и электрического напряиения, о т л ич а ю щ .и и с я тем, что, с целью повьипения надеиности и цомехозащищен" ности способа переключения, воздействие импульсом света осуществляют

s течение времени, превышающего время заряда емкости ячеек, при этом мои ность Р импульса света определена из выра%ения

- Ц„)/R Кн напряхение на ячейках памяти; напряиение выключения ячеек из низкоомного состояния» сопротивление, включенное последовательно с ячейкой памяти, чувствительность ячейки ita1029771

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к оптоэлектронным запоминающим устрой. ствам.

Известны способы переключения ячеек памяти на основе бистабильных элеВысокоомное и низкоомное состояние обозначены как ВС и НС соответственно.

Прямые, проведенные .пунктиром, соот40 ветствуют нагрузочным прямым при фиксированном сопротивлении нагрузки К и разных значениях внешнего напряжения, приложенного к ячейке и нагрузочному сопротивлению E . .Переключение

45 из высокоомного состояния в низкоомное (запись) производится при Я = с

Обратное переключение (стирание) происходит, когда E = E,„, различить эти состояния (считывание) можно при про50 межуточном значении Е = Я ц. ментов.

Один из известных способов переключения ячеек памяти на основе МНОПструктур заключается в поляризации диэлектрика структуры. Недостатком этого способа является необходимость использования электрических напряже» ний, близких к пробивным для диэлектрика вслецствие чего число переключений структур ограничено. При уменьшении напряжения падает быстродействие структуры, Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ переключения ячеек памяти на основе МДП-р — n-структур, заключающийся в переключении ячеек памяти из высокоомного состояния (ВС) в низкоомное (НС) путем одновременного воздействия на структуру света и электрического напряжения, а при переключении ячеек памяти из низкоомного состояния (HC) в высокоомное (ВС) путем воздействия электрического импульса.

Недостатком известного способа является то, что переключение ячеек памяти из НС в ВС осуществляется электрическим импульсом, т. е. необходима электрическая адресация к ячейкам памяти в этом режиме работы, которая по сравнению с оптической адресацией обладает меньшей надежностью и, помехозащищенностью, Цель изобретения — повышение надежности и помехозащищенности спосо-ба переключения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переключения ячеек памяти на основе МДП-р — и-структур из низкоомного в высокоомное состояние, заключающемся в подаче на ячейки памяти оцновременно импульса света и электрического напряжения, на ячейки памяти воздействие импульсом света осуществляют в течение времени, превышающего время заряда емкости ячеек, при этом мощность Р импульса света определяется из выражения

Р > (U — U )/К.К„ где 0 — напряжение на. ячейках пАмяти, 0„ — напряжение выключения ячеек

5 из низкоомного состояния, К вЂ” сопротивление, включенное последовательно с ячейкой памяти, К„ - чувствительность ячейки па10 мяти к свету в ниэкоомном состоянии, Предлагаемый способ переключения ячеек памяти заключается в следующем.

Пусть ячейка находится в НС, т. е.

15 U » U>. При воздействии на ячейку оп тическим импульсом,. длительность которого больше времени заряда емкости ячейки, ток в цепи ячейки возрастает на величину И = Г К . При этом найс

20 пряжение на ячейке уменьшается на величину 4 U = 63 R. Если мощность им" пульса удовлетворяет формуле, то напряжение на ячейке окажется меньше

Б„. Тем не менее, пока действует

>5 свет, состояние НС сохраняется из-за генерации в полупроводнике электронI но-дырочных пар светом. Если выклю>чить освещение настолько быстро, чтобы напряжение на ячейке яе успело

ЗО измениться, ячейка окажется в неус:тойчивом состоянии (поскольку напря < жение на ней будет меньше Uq, а . генерация электронно-дырочных пар отсутствует) и переключится в ВС, Чертеж иллюстрирует предлагаемый способ переключения ячеек.

Необходимо отметить, что роль нагрузочного сопротивления может выпал нять как искусственно вводимое линей. сr ное сопротивление, так и нелинейное сопротивление элементов ячейки (провода, электроды, резистивные слои, подложка).

1029771

Редактор С.Титова

Техред O.Ãoðòâàö

Корректор M.Ïoæo

Заказ 464б/2

Типаж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам и".îáðåòåíèé и открытий

113035 ° Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

l .Производственно- полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый способ переключения ячеек был реализован на ИДП-р — иструктурах, изготовленных по: следую.щей технологии: на кремниевой подложке р-типа с удельной проводимостью

0,5 Ом см осаждался эпитаксиальный слой и-кремния с удельной проводимос тью 1,5 Ом см. В качестве диэлектрика с утечкой использовался аморфный крем-.10 ний толщиной 1000 а, полученный высокочастотным распылением кремниевой мишени в плазме аргона. Ячейки памяти образовывались напылением алюминиевых электродов площадью О, 12 мм2. Источ- 15 ником света служил полупроводниковый лазер с длиной волны % = 0,9 мкм, обеспечивающий световые импульсы длительностью около 100 .нс, с временем спада мощности около 20 нс и мощнос- 20 тью 0,5 Вт. Использование такого источника света позволяло переключение из НС в ВС при К = 10 - 10 Ом и (П вЂ” UH) = 0,5-2 В.Такими же свето4 ными ычпульсами осуществлялось пере ключение из ВС в HC и считывание сос- тояния ячейки.

Использование предложенного способа переключения ячеек памяти оптоэлек. тронной запоминающей структуры поэзо" лит осуществить запись, считывание и стирание информации в ячейках, выбранных светом, т, е. оптическую адресацию во всех режимах работы ЗУ, которая характеризуется большими надежностью и помехозащищенностью по сравнению с электрической адресацией. Достижимое время цикла запись — считы-6 ванне — стирание составляет 10

10 с.

По сравнению с известным способом, предлагаемый способ имеет на порядок меньшее время цикла запись — считывание - стирание, не подвержен деградационным явлениям.

Предлагаемый способ может найти применение в классе оперативных ЗУ

У 1О объемом 10 -10 бит с оптической адресацией. Создание таких ЗУ является необходимым на современном этапе развития вычислительнои техники.