Полупроводниковый элемент памяти

 

о и и е--иж

ИЗОБРЕТЕН

344504

Союз Советских

Социалистических

Республик

К- АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 05.ll;1970 (№ 1398744/18 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07.VI I.1972, Бюллете

Дата опубликования описания 25Х

М. Кл. G 11c 11/40

Комитет по делом изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.327.025(088.8) Авторы изобретения

А. А. Орликовский, Л. Н. Кравченко и П, В. Панасенко

Московский институт электронной техчики

Заявитель

ПОЛУПРОВОДНИКОВЪ|й ЗЛЕМЕНТ ПАМЯТИ

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, в частности к полупроводниковым элементам памяти, и может быть использовано в сверхоперативных запоминающих устройствах со словарной выборкой субнаносекундного диапазона.

Известен полупроводниковый элемент памяти, содержащий рабочий объем полупроводника, в котором могут образовываться электрические домены, управляющий электрод, расположенный вблизи катода и нагрузочное сопротивление. Запись в таком элементе памяти осуществляется подачей импульса напряжения на управляющий электрод, à хранение — путем непрерывной генерации доменов за счет переходных процессов на аноде.

Записанная информация считывается с анодного электрода.

Однако в таком полупроводниковом элементе памяти отсутствует управление выборкой при записи и считывании хранимой информации, и, следовательно, он не может быть использован в сверхоперативном запоминающем устройстве со словарной выборкой.

В предлагаемом изобретении для осуществления управления выборкой при записи и считывании хранимой информации, что позволяет применять полупроводниковый элемент памяти в сверхоперативных запоминающих устройствах большой емкости и со словарной выборкой, в рабочий объем полупроводника введены второй управляющий электрод, дополнительная проводящая область, контактирующая с первым анодным электо5 дом и с входным электродом, и дополнительная рабочая область, контактирующая с вторым анодным электродом и с вторым катодным электродом, содержащая управляющий электрод считывания и емкостный электрод.

10 На фиг. 1 приведена конструкция элемента памяти; на фиг. 2 — схема включения в оперативное запоминающее устройство.

Полупроводниковый элемент памяти изготовляется из эпитаксиального слоя полупро15 водника, в котором могут образовываться и перемещаться электрические домены, например из арсенида галлия (GaAs) . Он состоит из первой 1 и второй 2 рабочих областей (см. фиг. 1), причем первая выполняет функции

20 записи и хранения информации, а вторая— функцию считывания. Кроме указанных областей, элемс IT памяти содержит области 3 и 4, выполняющие функции сопротивлений, которые необходимы для обеспечения рабоче25 го режима и выбираются таким образом, чтобы при подаче постоянного напряжения смещения V„na электрод 5 в рабочей области 1 создавалась поддерживающая домен напряженность электрического поля Е„, а в рабочей

30 области 2 — напряженность электрического

344504

35

3 поля Е„например, на 5 — 15 меньше Е что достигается последовательным включением к ней области 4. Катодные электроды б и

7 областей 1 и 2 заземляют.

Электрод 8 служит для рекомбинации домена в области 1 и для омической связи областей 1, 8 и 4, а также для рекомбинации домена в области 2 и для омической связи обласгей 2 и 4. Образовавшиеся домены перемещаются к анодному электроду 9, управляющие электроды 10 и П записи подключаются к шинам слова (А) и разряда (В) соответственно, по которым поступают импульсы записи и разрушения информации (см. фиг. 2).

Управляющий электрод 12 считывания подключается к шине считывания слова (С), а с емкостного электрода 13, который подключен к выходным шинам разрядов (D), снимается хранимая информация; 14 — изолирующий слой для емкостного контакта (на фиг. 11xl означает омический контакт).

При записи, например «1», на управляющие электроды 10 и 11 по шинам слова (А) и разряда (В) поступают импульсы противоположной полярности, в результате чего в области полупроводника между управляющими электродами 10 и 11 создается критическая напряженность электрического поля Е„., что приводит к зарождению домена, который под действием поддерживающего электрического поля Е, в рабочей области 1 движется к анодному электроду 8, при достижении которого домен рекомбинирует.

При образовании и движении домена в рабочей области 1 ток через нее понижается, например до 50, следовательно, напряжение на анодном электроде 8 увеличивается, а после рекомбинации домена достигает своего первоначального значения. 3а счет емкости анодного электрода 8 напряжение не может мгновенно упасть до нормального значения, и, таким образом, на какой-то промежуток времени (например на время образования домена (т=10 —" сек), в рабочей области 1 устанавливается критическая напряженность поля Е, B результате в прикатодной области обладуется новый домен, т. е. рабочая область I переходит в режим автогенератора; в этом и заключается хранение информации «1».

При записи, например «0», на управляющие электроды 10 и 11 по шинам слова (А) и разряда (В) подаются импульсы отрицательной полярности. При этом либо домен не возбуждается (ни между управляющими электродами, ни в прикатодной области), либо подавляется генерация доменов в рабочей области

1, если ранее была записана «1».

При считывании хранимой информации импульс считывания положительной полярности по шинам считывания слова (C) поступает на управляющий электрод 12 и в прикатодной рабочей области 2 образуется домен. При этом возможны два варианта: если в рабочей области 1 записана «1» (наличие генерации, потенциал электрода 8 повышается, напряженность электрического поля в области 2 повышается до поддерживающего генерацию

Е„(так как области 1 и 2 работают на общую нагрузку, роль которой выполняет область 8) и образовавшийся домен сможет перемещаться к анодному электроду 9. Это регистрируется емкостным электродом 18, и на выходе появляется импульс тока, который поступает на выходные шины разрядов (D). Если же в области 1 записан «0» (отсутствие генерации), потенциал электрода 8 имеет нормальное состояние. Следовательно, в рабочей области 2 электрическое поле Е„„ниже поддерживающего Е„и образовавшийся домен распространяться не может, в результате чего сигнал на выходе не появится.

Предлагаемый полупроводниковый элемент памяти изготовляется методами планарной технологии, что существенно позволяет повысить технологичность его изготовления, а также улучшить теплоотвод.

Предмет изобретения

Полупроводниковый элемент памяти, содержащий рабочий объем двухдолинного полупроводника с помещенными в нем управляющим электродом записи, катодным электродом, с первым анодным электродом и с входным электродом, который через проводящую область подключен ко второму анодному электроду, отличающийся тем, что,сцелью расширения функциональных возможностей элемента памяти, в рабочий объем полупроводника введены второй управляющий электрод, дополнительная проводящая область, контактирующая с первым анодным электродом и с входным электродом, и дополнительная рабочая область, контактирующая с вторым анодным электродом и с вторым катодным электродом, содержащая управляющий электрод считывания и емкостный электрод.

344504

ФиБ i фиг. Я

Составитель Е. Иванеева

Техред Т. Ускова

Редактор А. Батыгин

Корректор Т. Бабакина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2297/18 Изд. № 997 Тираж 406 Подписное

LIHNNIII4 Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5