DE2756915A1 - SEMI-CONDUCTOR ARRANGEMENT, IN PARTICULAR FOR A NON-DESTRUCTIVE READABLE MEMORY CELL - Google Patents

SEMI-CONDUCTOR ARRANGEMENT, IN PARTICULAR FOR A NON-DESTRUCTIVE READABLE MEMORY CELL

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DE2756915A1
DE2756915A1 DE19772756915 DE2756915A DE2756915A1 DE 2756915 A1 DE2756915 A1 DE 2756915A1 DE 19772756915 DE19772756915 DE 19772756915 DE 2756915 A DE2756915 A DE 2756915A DE 2756915 A1 DE2756915 A1 DE 2756915A1
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gate electrode
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semiconductor arrangement
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Frank Fu Fang
Hwa Nien Yu
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Description

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Anmelderin: International Business MachinesApplicant: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504 moe / sueCorporation, Armonk, N.Y. 10504 moe / sue

Halbleiteranordnung, insbesondere für eine zerstörungsfrei auslesbare Speicherzelle Semiconductor arrangement, in particular for a non-destructively readable memory cell

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung entsprechend dem Oberbegriff des Patentsanspruchs 1. Ihr bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Speicheranordnungen mit wahlfreiem ,Zugriff und insbesondere zerstörungsfrei auslesbare Speicherzellen, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Speicherinformation in einen von zwei möglichen Zuständen, nämlich einen stabilen und einen quasistabilen Zustand gebracht werden können.The invention relates to a semiconductor device according to the preamble of claim 1. Your preferred one Field of application are memory arrangements with random access and in particular non-destructive readable memory cells, depending on the respective memory information in one of two possible states, namely a stable and a quasi-stable state can be brought about.

Zum Stand der Technik bezüglich eines ähnlichen Aufbaus einer Halbleiteranordnung wird die US-Patentschrift 3 439 236 genannt. Sie behandelt ein Oszillatorbauteil, das auf dem sog. !Volumeneffekt basiert und in seinem Aufbau mit einem Isolierschicht-Feldeffekttransistor vergleichbar ist. Die zugehörige Halbleiteranordnung sieht ein paar von N-Diffusionsgebieten mit einem diese verbindenden N-leitfähigen Gebiet in einem P-leitfähigen Substrat vor. über dem diffundierten Kanalbereich befindet sich ein isoliertes Gate. Diese Halbleiteranordnung läßt eich in zwei unterschiedlichen Betriebsarten betreiben, die der Arbeitsweise eines Isolierschicht-Feldeffekttransistors vom Anreicherungs- und vom Verarmungstyp entsprechen. Im Verarmungsbetrieb wird ein Gleichspannungspotential zwischen Source und Drain angelegt, über das ein elektrisches Feld ausgebildet wird, das über dem für das jeweilige Halbleitermaterial kennzeichnenden Wert der Schwellenspannung liegt, so daß zwischen Source und Drain Stromschwingungen erzeugt werden. Über eine an die Gate-Elektrode angeschlossene Signalquelle wird dann eine negative Vorspannung angelegt, über die die negativen LadungsträgerUS Pat. No. 3,439,236 is cited for the prior art relating to a similar structure of a semiconductor device. It deals with an oscillator component that is based on the so-called volume effect and its structure with an insulating-layer field effect transistor is comparable. The associated semiconductor device sees a couple of N diffusion regions with an N-conductive region connecting them in a P-conductive substrate. over the diffused channel area there is an insulated gate. This semiconductor device can be calibrated in two different operating modes operate that of the operation of an insulated gate field effect transistor of the enhancement type and the depletion type correspond. In the depletion mode, a DC voltage potential is applied between source and drain, via which a electric field is formed which is above the value characteristic of the respective semiconductor material Threshold voltage is so that current oscillations are generated between the source and drain. Via one to the gate electrode connected signal source is then applied a negative bias voltage, via which the negative charge carriers

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aus dem N-leitenden Diffusionsbereich, der dem Kanalbereich eines Isolierschicht-Feldeffekttransistors entspricht, abgestoßen werden. Die Anzahl der im Kanalbereich vorhandenen Ladungsträger (Elektronen) wird somit im Sinne einer Ver- j among verringert. Wird die Konzentration der Majoritatsträger in dem N-leitfähigen Diffusionsbereich unter einen kritischen Wert reduziert, so daß das Produkt aus der Anzahlfrom the N-conductive diffusion area, that of the channel area an insulated gate field effect transistor, are repelled. The number of existing in the channel area Charge carriers (electrons) are thus reduced in the sense of a ver j among. Will the concentration of majority carriers in the N-conductive diffusion region is reduced below a critical value, so that the product of the number

der Elektronen/an3 multipliziert mit der Länge des N-leitfähi-of electrons / an 3 multiplied by the length of the N-conductive

11 2 ' gen Diffusionsbereichs (in cm) kleiner als ungefähr 10 /cm wird, hören die Schwingungen auf. In Anreicherungsbetrieb j wird Ober eine Gleichspannungsquelle zwischen Source und ; Drain ein elektrisches Feld erzeugt, das unterhalb des für < das jeweilige Halbleitermaterial kennzeichnenden kritischen Wertes liegt. Folglich treten keine Stromschwingungen auf. : Die mit Source und Drain verbundene Signalquelle beaufschlagt i dann die Gate-Elektrode alt einer positiven Vorspannung, woraufhin zusätzliche negative Ladungsträger in das N-leit- ' fähige Diffusionsgebiet angezogen werden. Es wird auf diese ', Weise die Konzentration von Ladungsträgern (Elektronen) im N-leitfähigen Diffusionsbereich über einen kritischen Wert angehoben, so daß das Produkt aus der Anzahl der Elektronen/cm multipliziert nut der Länge des N-leitfähigen11 2 'gen diffusion range (in cm) becomes smaller than approximately 10 / cm, the vibrations stop. In enrichment mode j is a DC voltage source between source and; Drain generates an electric field which is below the critical value characteristic of the respective semiconductor material. As a result, no current oscillations occur. : The signal source connected to the source and drain then applies a positive bias voltage to the gate electrode, whereupon additional negative charge carriers are attracted into the N-conductive diffusion region. It is in this way lifted 'the concentration of charge carriers (electrons) in the N-type diffusion region over a critical value, so that the product of the number of electrons / cm multiplied nut of the length of the conductive N-

11 2 Diffusionsbereichs (in cm) größer als ungefähr 10 /cm wird, treten zwischen Source und Drain erneut Stromschwingungen auf. Trotz einer vergleichbaren Struktur werden in der genannten Literaturstelle zum Stand der Technik völlig andere Betriebszustände ausgenutzt, insbesondere eignet sich diese Halbleiteranordnung nicht für einen Einsatz als Speicherzelle, bei der die Anordnung unter denselben Vorspannungsbedingungen zwei unterschiedliche Zustände einnehmen kann, noch findet sich ein Hinweis darauf, daß die Oberfläche des Kanalbereichs Ivon dem Substrat isoliert werden muß.11 2 diffusion area (in cm) is greater than approximately 10 / cm, current oscillations occur again between source and drain. Despite a comparable structure, the mentioned Reference to the state of the art completely different operating states utilized, in particular this semiconductor arrangement is not suitable for use as a memory cell which the arrangement can assume two different states under the same pretensioning conditions an indication that the surface of the channel region I must be isolated from the substrate.

Weiterhin sei zum Stand der Technik auf den Aufsatz "Deep Channel MOS Transistor", von J. Berger in der Zeitschrift IEEE Transactions on Electron Devices^Vol. ED-22, No. 6, YO 976 016Furthermore, on the state of the art, refer to the article "Deep Channel MOS Transistor ", by J. Berger in the journal IEEE Transactions on Electron Devices ^ Vol. ED-22, No. 6, YO 976 016

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Juni 1975, Seiten 314 bis 319, hingewiesen. Dort wird ein mittels Ionenimplantation aufgebauter MOS-Transistor behandelt, der als integrierender zerstörungsfrei auslesbarer Photosensor dient, der sich in konventioneller MOS-Integrationstechnik aufbauen läßt. Diese Halbleiteranordnung benutzt sowohl P- als auch N-leitfähige vergrabene Kanalbereiche zwischen Source und Drain. Über den implantierten Kanalbereichen ist eine Gate-Elektrode in isolierter Form vorgesehen. Bei Null-Spannung an der Gate-Elektrode ist der Kanalbereich vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie Source und Drain, der sich unterhalb eines ionenimplantierten Bereichs vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp befindet, leitend, so daß ein Stromfluß zv/ischen Source und Drain erfolgen kann. Wird ein negatives Potential an die Gate-Elektrode angelegt, werden alle in der Verarmungszone vorhandenen Minoritäteladungsträger zur Grenzschicht hin angezogen, so daß der Kanal infolge Verarmung nichtleitend wird. Der Ladungsspeicherbereich (d. h. der implantierte Bereich des gleichen Leitfähigkeitstyps wie das Substrat) kann nun eine große positive Ladungsmenge speichern. Da dieser Bereich nicht mit dem Substrat verbunden ist, bleibt der Ladungsspeicherbereich so lange verarmt, bis thermisch (oder durch Licht) erzeugte Minoritätsträger in ausreichender Menge vorhanden sind. Mit zunehmender positiver Aufladung des Ladungsspeichergebiets wird der Kanalbereich allmählich von dem durch die Gate-Elektrode aufgeprägten elektrischen Feldeinfluß abgeschirmt und langsam leitend werden. Wie später noch näher erläutert werden wird, ist bei der anzugebenden Halbleiteranordnung die physische Ausbildung eines Oberflächenbereichs vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat nicht erforderlich. Zudem findet sich in dieser Literaturstelle, wie auch in der zuvor abgehandelten, kein Hinweis darauf, wie eine Anordnung mit einem einzigen vergrabenen Kanalbereich unter Benutzung einer Inversionsschicht in einem stabilen Zustand betrieben werden kann.June 1975, pages 314 to 319, pointed out. There will be a treated by means of ion implantation built-up MOS transistor, which can be read out as an integrating non-destructive The photo sensor is used in conventional MOS integration technology can build up. This semiconductor device uses both P and N conductive buried channel regions between source and drain. A gate electrode is in insulated form over the implanted channel regions intended. With zero voltage at the gate electrode, the channel region is of the same conductivity type as the source and Drain located beneath an ion-implanted area of opposite conductivity type, conductive, so that a current can flow between the source and drain. If a negative potential is applied to the gate electrode, become all minority charge carriers present in the depletion zone attracted towards the boundary layer, so that the channel becomes non-conductive due to depletion. The charge storage area (i.e. the implanted area of the same Conductivity type like the substrate) can now store a large amount of positive charge. Because this area is not is connected to the substrate, the charge storage area remains depleted until thermally (or by light) generated minority carriers are available in sufficient quantities. With increasing positive charging of the charge storage area the channel region is gradually shielded from the electric field influence impressed by the gate electrode and slowly become a leader. As will be explained in more detail later, the semiconductor arrangement to be specified it is not necessary to physically form a surface area of the same conductivity type as the substrate. This reference also contains how even in that previously discussed, no indication of such an arrangement with a single buried channel area can be operated in a stable state using an inversion layer.

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Aufgabe der Erfindung 1st es, eine für den Aufbau einer Speicherzelle geeignete Halbleiteranordnung anzugeben, die einen stabilen und einen quasistabilen Zustand annehmen kann, wobei insbesondere ein zerstörungsfreies Auslesen der Speicherzelle sowie eine möglichst geringe Leistungsaufnahme gewährleistet sein soll. Ferner soll die anzugebende Halbleiteranordnung in ihrem Aufbau einfach und mit den konventionellen integrierten Prozessen herstellbar sein.The object of the invention is to provide one for the construction of a To specify a memory cell suitable semiconductor arrangement which can assume a stable and a quasi-stable state, wherein in particular a non-destructive reading of the memory cell and the lowest possible power consumption should be guaranteed. Furthermore, the semiconductor arrangement to be specified should be simple in structure and with the conventional one integrated processes.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung, die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen vor. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Zusammengefaßt wird nach der Erfindung mit einer einzigen MOS-Feldeffekttransistorstruktur ein Speicherelement mit einem stabilen und einem quasistabilen Zustand bereitgestellt. Die Feldeffekttransistorstruktur besitzt im Kanalbereich ein an der Oberfläche liegendes und die Source- und Drain-Dotierungsgebiete verbindendes Dotierungsgebiet vom gegenüber dem Substrat entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp. Der erste Speicherzustand ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche des Do- > tierungsgebietes im Kanalbereich eine dünne Inversionsschicht ' gebildet wird, unter der ein leitfähiger Kanal zwischen j Source und Drain verbleibt. Um den zweiten Speicherzustand einzuprägen, wird der Grundvorspannung an der Gate-Elektrode ein entgegengesetzt gepolter Spannungsimpuls überlagert, der zunächst die in der Inversionsschicht vorhandenen beweglichen Minoritatsladungsträger verdrängt und beim Zurückgehen auf die Grundvorspannungsverhältnisse auch die verbliebenen beweglichen Major!tatsladungsträger aus dem unteren Bereich des Dotierungsgebiets im Kanalbereich verdrängt, so daß zwischen Source und Drain eine tiefe und von allen freien beweglichen Ladungsträgern ausgeräumte Verarmungszone verbleibt, d. h. ein nichtleitender Kanal vorliegt. Dieser Zustand ist quasistabil und kann sich durch Ansammlung von Minoritätsladungsträgern bezüglich des DotierungsgebietsTo solve this problem, the invention provides the measures characterized in claim 1. Advantageous configurations and developments of the invention are characterized in the subclaims. In summary, a memory element with a stable and a quasi-stable state is provided according to the invention with a single MOS field effect transistor structure. In the channel region, the field effect transistor structure has a doping region lying on the surface and connecting the source and drain doping regions, of the conductivity type opposite to that of the substrate. The first storage state is characterized in that a thin inversion layer "is formed on the surface of the Do-> tierungsgebietes in the channel region under which a conductive channel between the source and drain j remains. In order to impress the second storage state, an oppositely polarized voltage pulse is superimposed on the basic bias voltage at the gate electrode, which initially displaces the movable minority charge carriers present in the inversion layer and, when returning to the basic bias voltage ratio, also displaces the remaining movable majority charge carriers from the lower area of the doping area in the The channel region is displaced, so that a deep depletion zone, cleared of all free, movable charge carriers, remains between source and drain, ie a non-conductive channel is present. This state is quasi-stable and can result from the accumulation of minority charge carriers in relation to the doping region

ΪΟ"6016 Y0982f/0772 ΪΟ " 6016 Y0982f / 0772

Im Kanalbereich nach einiger Zelt wieder zum ersten Zustand zurückbilden. Dieser erste Speicherzustand kann andererseits durch überlagerung einer zur Grundvorspannung gleichgepolten Impulsspannung an der Gate-Elektrode gezielt eingeschrieben werden.In the canal area, after some tent, back to the first state regress. On the other hand, this first storage state can be polarized identically to the basic bias voltage by superimposing it Pulse voltage can be specifically written to the gate electrode.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with the aid of the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fign. 1A, 1B, 1C schematische QuerschnittsdarstellungenFigs. 1A, 1B, 1C are schematic cross-sectional representations

der Halbleiteranordnung sowie eine Illustration der beiden unterscheidbaren Zustände, nämlich bei einem leitenden Kanal (Fig. 1B) sowie bei einem nichtleitenden Kanal (Fig. 1C) ιthe semiconductor arrangement as well as an illustration of the two distinguishable states, namely in the case of a conductive channel (FIG. 1B) as well as in the case of a non-conductive channel (Fig. 1C) ι

Fign. 2A bis 2D Darstellungen der Bändermodelle für dieFigs. 2A to 2D representations of the belt models for the

beiden Kanalzustände entsprechend den Figuren 1B und 1C;both channel states according to Figures 1B and 1C;

Fign. 3A, 3B Bändermodelle für die Verhältnisse beimFigs. 3A, 3B band models for the conditions at

Umschalten vom leitenden in den nichtlei-Switching from conductive to non-conductive

; tenden Zustand (Fig. 3A) bzw. vom nichtlei; tendency state (Fig. 3A) or from the non-lead

tenden in den leitenden Zustand (Fig. 3B);tend to the conductive state (Fig. 3B);

Fign. 4A, 4B ein erstes Beispiel für die Schreib-/Lese-Figs. 4A, 4B a first example of the read / write

verhältnisse bei Ansteuerung an der Gate-Elektrode ;conditions when driving at the gate electrode ;

Fign. 5A, 5B ein weiteres Beispiel für die Schreib-/Figs. 5A, 5B another example of the write /

Leseverhältnisse bei Ansteuerung der Anordnung an der Source-Elektrode;Reading conditions when driving the arrangement at the source electrode;

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Fig. 6 eine schematische Darstellung zur ErläuFig. 6 is a schematic illustration for explanation

terung der Anwendung einer derartigen Halbleiteranordnung in einer Speicherzellenschaltung undamendment of the application of such a semiconductor device in a memory cell circuit and

Fig. 7 eine Draufsicht auf die integrierte AusFig. 7 is a plan view of the integrated Aus

führung einer Speicherzellenschaltung nach Fig. 6.management of a memory cell circuit according to FIG. 6.

Fig. 1A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen MOS-Transistor 1 mit einem vergrabenen Kanal, der wegen seiner Speichereigenschaften als zerstörungsfrei auslesbare dynamische Speicherzelle einsetzbar ist. Beim Transistor 1 kann es sich um eine Ausführung handeln, die eine ringförmige Konfiguration für Source, Drain und Kanal verwendet. Obwohl das nicht die einzige Ausführung ist, unterliegt ein solcher Transistor mit einer ringförmigen Ausbildung seiner Zonen nicht dem Einfluß von Leckströmen vom Substrat in den Kanalbereich, wie das bei Anordnungen mit einem offenen Kanal der Fall sein würde. Darauf wird später noch näher eingangen werden. Jedenfalls sollte für : einen einwandfreien Betrieb der anzugebenden Halbleiteranordnung die Oberfläche des Kanalbereichs von dem Substrat : isoliert sein. In Fig. 1A ist der vergrabene Kanalbereich vom N-Leitfähigkeitstyp zwischen den Ν+-leitfähigen Source- ' und Drain-Bereichen 3 bzw. 4 angeordnet, die ihrerseits j in einem P-leitfähigen Substrat 5 ausgebildet sind. Der I vergrabene Kanal 2 verbindet Source 3 und Drain 4 und ist [ durch eine dünne Isolier- bzw. Oxidschicht 7 von einer Gate-Elektrode 6 getrennt. Die für den Transistor 1 gezeigte Struktur kann mittels konventioneller Halbleiterherstellungsverfahren unter Einsatz üblicher Photolithographie- und Ätz- sowie Diffusions- und Ionenimplantationsverfahren hergestellt werden. Um «in Beispiel zu geben, kann das Substrat 5 aus einem Halbleitermaterial, z. B. Silizium, bestehen, das mit einer Akzeptorverunreinigung, z. B.1A shows a schematic cross-sectional illustration through a MOS transistor 1 with a buried channel which, because of its memory properties, can be used as a dynamic memory cell that can be read out non-destructively. The transistor 1 can be of a type that uses a ring configuration for the source, drain and channel. Although this is not the only embodiment, such a transistor with an annular configuration of its zones is not subject to the influence of leakage currents from the substrate into the channel region, as would be the case with arrangements with an open channel. This will be discussed in more detail later. The surface of the channel region of the substrate for proper operation should enter semiconductor device: In any case, should be isolated for. In FIG. 1A, the buried channel region of the N conductivity type is arranged between the Ν + -conductive source and drain regions 3 and 4, which in turn are formed in a P-conductive substrate 5. The I buried channel 2 connects source 3 and drain 4 and is separated from a gate electrode 6 by a thin insulating or oxide layer 7. The structure shown for the transistor 1 can be produced by means of conventional semiconductor production processes using conventional photolithography and etching as well as diffusion and ion implantation processes. To give an example, the substrate 5 may be made of a semiconductor material, e.g. B. silicon exist, the inigun g with an Acceptorverunre, z. B.

ϊ0"16 80982V/0772 ϊ0 " 16 80982V / 0772

Natrium oder Bor dotiert ist, so daß sich für das Substrat ein spezifischer Widerstand von 10 bis 20 Ω.αη ergibt. Die zugehörigen Konzentrationen von Natrium oder Bor betragen etwa 7 χ 10 bis 1,4 χ 10 Atomen/cm . Source 3 und Drain werden in üblicher Weise mittels Diffusion eines Donatorstoffes, z. B. Phosphor, mit einer Konzentration von 10 Atomen/cm ausgebildet. Der vergrabene Kanal 2 wird vorzugsweise mittels Ionenimplantation von Phosphoratomen mitSodium or boron is doped, so that there is a specific resistance of 10 to 20 Ω.αη for the substrate. the associated concentrations of sodium or boron are about 7 10 to 1.4 χ 10 atoms / cm. Source 3 and Drain are in the usual way by means of diffusion of a donor substance, z. B. Phosphorus, at a concentration of 10 Atoms / cm. The buried channel 2 is preferably by means of ion implantation of phosphorus atoms with

11 2 einer Dosierung von 5 χ 10 Atomen/cm bei 160 keV in an sich bekannter Weise vor der Ausbildung der Gate-Elektrode 6 hergestellt. Für die resultierende Implantation ergibt sich ein Maximum in einer Tiefe von ungefähr 1500 X mit einer Bereichsdicke von ungefähr 600 A*. Gegebenenfalls kann der vergrabene Kanalbereich auch mittels Diffusion oder anderer Dotierungsverfahren gebildet werden. Die Gate-Elektrode 6 kann aus Metall, z. B. Aluminium bestehen, oder in anderer Weise, z. B. mit polykristallinem Silizium, gebildet werden. Die resultierende Struktur kann als MOS-Bauelement mit einem vergrabenen Kanal bezeichnet werden, die einen an der Oberfläche eingeschlossenen und von dem Substrat isolierten (weiteren) Kanal aufweist.11 2 a dosage of 5 χ 10 atoms / cm at 160 keV in an produced in a known manner before the formation of the gate electrode 6. For the resulting implantation results a maximum at a depth of approximately 1500 X with an area thickness of approximately 600 A *. If necessary, can the buried channel region can also be formed by means of diffusion or other doping methods. The gate electrode 6 can be made of metal, e.g. B. consist of aluminum, or in another way, e.g. B. with polycrystalline silicon formed will. The resulting structure can be used as a MOS device referred to as a buried channel, the one enclosed at the surface and separated from the substrate has isolated (further) channel.

Ein Speicherelement muß mindestens zwei voneinander unterscheidbare Zustände aufzuweisen in der Lage sein. Zusätzlich muß die Möglichkeit bestehen, jeden der Zustände unter denselben Bedingungen unbegrenzt oder zumindest für eine relativ zu den Umschalthäufigkeiten ausreichend lange Zeit beizubehalten. Die hier behandelte Halbleiteranordnung fällt in die zweite Kategorie, indem einer ihrer Zustände quasistabil iA storage element must have at least two distinguishable from one another To be able to exhibit states. In addition, there must be the possibility of each of the states under the same Maintain conditions indefinitely or at least for a sufficiently long time relative to the switching frequencies. The semiconductor device discussed here falls into the second category in that one of its states is quasi-stable i

ist und schließlich in den anderen möglichen stabilen Zustand zurückkehrt. Der stabile Zustand für die vorgeschlagene Halbleiteranordnung ist in dem schematischen Querschnitt !nach Fig. 1D angegeben. Die mit Fig. 1A übereinstimmenden Bezugszeichen sind dabei gleich gewählt.is and finally returns to the other possible stable state. The stable state for the proposed Semiconductor arrangement is indicated in the schematic cross section according to FIG. 1D. Those corresponding to FIG. 1A Reference numerals are chosen to be the same.

YO976°" 8 0 982«/077 2 YO976 ° "8 0 982" / 077 2

275691b275691b

Wie in Fig. 1B gezeigt, liegen die Gate-Elektrode 6 und das Substrat 5 jedes derartigen Elementes an einer Gleichvorspannung -10 V. Unter der Annahme, daß diese Vorspannung für eine relativ lange Zeit anliegt, wird unter diesen Bedingungen an der Oberfläche des Substrats 5 und im vergrabenen Kanal 2 benachbart zur Isolierschicht 7 eine Inversionsschicht 8 gebildet. Diese Inversionsschicht 8 weist den zum vergrabenen Kanal 2 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und damit denselben Leitfähigkeitstyp wie das Substrat 5 auf. Das Vorhandensein einer solchen Inversionschicht 8 zeigt den Gleichgewichtszustand bzw. den stabilen Zustand des Bauelementes 1 an. Die Inversionsschicht 8 resultiert aus der Tatsache, daß Löcher in den verarmten Kanalbereich angezogen werden und sich an der Oberfläche zu einer P-leitfähigen Oberflächeninversionsschicht ansammeln. Der übrige Teil des implantierten Bereichs 2 bleibt N-leitfähig und verbindet die N+-leitfähigen Source- und Drain-Gebiete 3 und 4. Das in Fig. 1B mit 1 bezeichnete Bauelement befindet sich demnach im leitenden oder EIN-Zustand, so daß ein Stromfluß zwischen den Gebieten 3 und 4 erfolgen kann. Unter < den angegebenen Vorspannungsbedingungen wird die gesamte Spannung an der Gate-Elektrode 6 über der Isolierschicht 7 ; abfallen, da das angelegte elektrische Feld infolge der in der Inversionsschicht 8 vorhandenen positiven Ladungen abgeschlossen ist. . ;As shown in Fig. 1B, the gate electrode 6 and the substrate 5 of each such element are applied to a DC bias of -10 V. Assuming that this bias is applied for a relatively long time, under these conditions, the surface of the substrate 5 and an inversion layer 8 is formed in the buried channel 2 adjacent to the insulating layer 7. This inversion layer 8 has the opposite conductivity type to the buried channel 2 and thus the same conductivity type as the substrate 5. The presence of such an inversion layer 8 indicates the equilibrium state or the stable state of the component 1. The inversion layer 8 results from the fact that holes are attracted into the depleted channel region and accumulate on the surface to form a P-conductive surface inversion layer. The remaining part of the implanted region 2 remains N-conductive and connects the N + -conductive source and drain regions 3 and 4. The component denoted by 1 in FIG. 1B is accordingly in the conductive or ON state, so that a current flows between areas 3 and 4 can take place. Under the specified bias conditions, the total voltage at the gate electrode 6 is over the insulating layer 7 ; fall, since the applied electric field is terminated as a result of the positive charges present in the inversion layer 8. . ;

Ordnet man dem EIN-Zustand, d. h. den leitenden Zustand, die Binärbedeutung "1" zu, wird eine negativere Vorspannung des Gates die P-leitfähige Oberflächeninversionsschicht 8 nicht beseitigen und die Anordnung bleibt leitend.If one assigns the ON state, i. H. the conductive state, the binary meaning "1", becomes a more negative bias of the gate does not remove the P-conductive surface inversion layer 8 and the arrangement remains conductive.

Ein weiterer möglicher Zustand ist der AUS-Zustand bzw. der nichtleitende oder Quasi-Gleichgewichtszustand, der anhand von Fig. 1C veranschaulicht ist. Fig. 1C ist ähnlich zu Fig. 1B mit der Ausnahme, daß die vergrabene Schicht 2 und die Inversionsschicht 8 nicht gezeigt sind und daß sich «inAnother possible state is the OFF state or the non-conductive or quasi-equilibrium state, which is based on is illustrated by Fig. 1C. Fig. 1C is similar to Fig. 1B except that buried layers 2 and the inversion layer 8 are not shown and that «in

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8098 2^/07728098 2 ^ / 0772

Verarmungsbereich 9 zwischen den Gebieten 3 und 4 erstreckt. Der Verarmungsbereich 9 enthält keine beweglichen Ladungsträger, da diese Infolge der Bildung des Verarmungsbereichs 9 verschwunden sind. Wegen des NichtVorhandenseins beweglicher Ladungsträger kann zwischen den Gebieten 3 und 4 kein Strom fließen, so daß das Element 1 im nichtleitenden Zustand ist.Depletion area 9 between areas 3 and 4 extends. The depletion area 9 does not contain any movable charge carriers, since these have disappeared as a result of the formation of the depletion region 9. More agile because of the non-existence Charge carriers cannot have any current between areas 3 and 4 flow so that the element 1 is in the non-conductive state.

Um einen solchen Verarmungsbereich 9 auszubilden, wird der negativen Vorspannung an der Gate-Elektrode 6 ein positiver Spannungsimpuls überlagert. Diese positive Spannung verdrängt die positiven beweglichen Ladungsträger, die in der Inversionsschicht 8 vorhanden sind. Dadurch bleiben die relativ zu den positiven Ladungsträgern in geringerer Konzentration vorhandenen negativen beweglichen Ladungsträger übrig. Wird die positive Impulsspannung auf den ursprünglichen negativen Vorspannungspegel reduziert, werden die übriggebliebenen negativen beweglichen Ladungsträger ebenfalls verdrängt, so daß das betreffende Gebiet von allen beweglichen Ladungsträgern verarmt wird. Unter diesen Bedingungen endet das über die Gate-Vorspannung angelegte elektrische Feld an den positiven Ladungsträgern in der Nähe der äußeren Begrenzung des Verarmungsbereichs 9, so daß praktisch der gesamte Spannungsabfall über dem Verarmungsbereich 9 im Siliziumsubstrat 5 erscheint. Das mit 1 bezeichnete Element ist nun im nichtleitenden bzw. quasistabilen Zustand, bei dem kein Stromfluß stattfindet, da keine beweglichen Ladungsträger Im Verarmungsbereich mehr vorhanden sind. Dieser nichtleitende Zustand wird als quasistabiler Zustand charakterisiert, da ι nach einer gewissen Zeit, die bei Raumtemperatur bis zu einigen Minuten betragen kann, Löcher oder positive Ladungen j in den Verarmungsbereich gelangen werden und das Bauelement 1 j dadurch in den in Fig. 1B veranschaulichten stabilen Zustand zurückkehrt, bei dem an der Oberfläche des Substrats 5 im implantierten Kanalbereich 2 eine Inversionsschicht 8 auftritt.In order to form such a depletion region 9, the negative bias on the gate electrode 6 becomes positive Voltage pulse superimposed. This positive voltage displaces the positive mobile charge carriers in the Inversion layer 8 are present. As a result, they remain in a lower concentration relative to the positive charge carriers existing negative mobile charge carriers. Will the positive pulse voltage on the original If the negative bias level is reduced, the remaining ones will be negative mobile charge carriers are also displaced, so that the area in question is mobile from all Load carriers is impoverished. Under these conditions, the electric field applied across the gate bias ceases on the positive charge carriers near the outer boundary of the depletion region 9, so that practically the entire voltage drop across the depletion region 9 in the silicon substrate 5 appears. The element labeled 1 is now in the non-conductive or quasi-stable state, in which no current flow takes place because there are no more mobile charge carriers in the depletion area. This non-conductive State is characterized as a quasi-stable state, since after a certain time that at room temperature up to a few Minutes, holes or positive charges j will get into the depletion area and the component 1 j thereby returning to the stable state illustrated in FIG. 1B, in which on the surface of the substrate 5 in the implanted channel region 2 an inversion layer 8 occurs.

809829/0772809829/0772

Um den in Fig. 1C veranschaulichten nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand zu ändern, kann ein negativer Im* puls der Vorspannung überlagert werden. Durch Löcherinjektion oder andere Mechanismen, z. B. Rekombination, gelangen Löcher in den Verarmungsbereich 9, werden zur Oberfläche des Substrats 5 hin beschleunigt und sammeln sich dort zur : erneuten Bildung einer Inversionsschicht 8 an. Das über die Vorspannung angelegte elektrische Feld endet nun an der Inversionsschicht 8} das Bauelement 1 ist damit wieder in dem in Fig. 1B veranschaulichten Zustand, so daß ein Stromfluß über negative bewegliche Ladungsträger zwischen Source 3 und Drain 4 erfolgen kann.Around the non-conductive state illustrated in FIG. 1C to change to the conductive state, a negative impulse can be superimposed on the bias voltage. By hole injection or other mechanisms, e.g. B. recombination arrive Holes in the depletion area 9 are accelerated towards the surface of the substrate 5 and collect there to: renewed formation of an inversion layer 8. The electric field applied via the bias now ends at the Inversion layer 8} the component 1 is thus again in the state illustrated in FIG. 1B, so that a current flows can take place via negative movable charge carriers between source 3 and drain 4.

In Fig. 2A ist ein Bändermodell für den in Fig. IB veranschau- ; FIG. 2A illustrates a ribbon model for the one shown in FIG. 1B ;

lichten Gleichgewichtszustand bzw. den Zustand der Oberflächeninversion gezeigt. In Fig. 2A ist senkrecht das je- \ weilige Potential und waagerecht die Tiefe im Siliziumsubstrat I dargestellt. Vom Silizium durch ein Dielektrikum oder eine Oxidschicht getrennt ist ein leitfähiger Bereich gezeigt. j Die in Fig. 2A angegebenen Bezugsziffern entsprechen denen j von Fig. 1B. Es entspricht somit der Bereich an der linken { Seite der Gate-Elektrode 6, während ganz rechte der P-leit- ι fähige Bereich de· Substrats 5 anzunehmen ist. Diese beiden j Bereiche sind voneinander durch ein Dielektrikum 7 getrennt. j Die Inversionsschicht 8 ist an der Grenzfläche 10 zwischen ! dem Dielektrikum 7 und dem Substrat 5 dargestellt. Die schräg j verlaufende Linie 11 in Fig. 2A gibt an, dafl in diesem Gleichgewichtszustand bzw. im Zustand der Oberflächeninversion der überwiegende Spannungsabfall über dem Dielektrikum 7 auftritt.light state of equilibrium or the state of surface inversion shown. In Fig. 2A is perpendicular the JE \ stays awhile potential and horizontally the depth shown in the silicon substrate I. A conductive area is shown separated from the silicon by a dielectric or an oxide layer. j The reference numerals given in FIG. 2A correspond to those j of FIG. 1B. It thus corresponds to the area on the left { side of the gate electrode 6, while on the very right the P-conductive area of the substrate 5 is to be assumed. These two j regions are separated from one another by a dielectric 7. j The inversion layer 8 is at the interface 10 between! the dielectric 7 and the substrate 5 shown. The inclined line 11 in FIG. 2A indicates that the predominant voltage drop across the dielectric 7 occurs in this equilibrium state or in the state of surface inversion.

Das weitere in Fig. 2B gezeigte Bändermodell für den in Fig. |1B veranschaulichten Zustand illustriert die Verhältnisse entlang der in Fig. 2A angedeuteten Schnittlinie 2B-2B und zeigt die Energieverteilung zwischen Source 3, Drain 4 und ι vergrabenem Kanal 2. Aus Fig. 2B ist ersichtlich, dafl wegen The further ribbon model shown in FIG. 2B for the state illustrated in FIG. 1B illustrates the relationships along the section line 2B-2B indicated in FIG. 2A and shows the energy distribution between source 3, drain 4 and buried channel 2. From FIG. 2B can be seen because fl because of

i 80982*/0772 i 80982 * / 0772

der relativ geringen Potentialbarriere im Kanalbereich 2 zwischen Source 3 und Drain 4 bereits beim Anlegen einer sehr kleinen Spannungsdifferenz ein Strom fließen kann.the relatively low potential barrier in the channel region 2 between source 3 and drain 4 already when a very small voltage difference a current can flow.

Fig. 2C zeigt ein Bändermodell für den tiefen Verarmungszustand entsprechend Fig. 1C. Unter dem Einfluß der Vorspannung V und nachdem ein positiver Impuls an die Gate-Elektrode angelegt wurde, weist das Element nach Fig. 1C den in Fig. 2C angegebenen Charkter des Bändermodells auf. Hinzuweisen ist darauf, daß die Schräge 11 in Fig. 2C nicht so steil ist wie in Fig. 2A, woraus deutlich wird, daß in diesem tiefen Verarmungszustand nur ein kleiner Anteil der angelegten Spannung Über dem Dielektrikum 7 abfällt. Durch das Anlegen eines positiven Potentials an der Gate-Elektrode 6 wurden die positiven Ladungen 8 in Fig. 2A verdrängt und zusätzlich negative bewegliche Ladungsträger durch den Übergang von der positiven Spannung auf den negativen Vorspannungswert entfernt. Die schräg verlaufenden Bandkanten 12 und der in Fig. 2D angedeutete Fermipegel 13 geben einen Hinweis darauf, daß der größere Anteil der angelegten Gate-Spannung über dem Verarmungsbereich im Siliziumsubstrat 5 abfällt.Figure 2C shows a band model for the deep depletion state corresponding to Fig. 1C. Under the influence of the bias voltage V and after a positive pulse is applied to the gate electrode the element of FIG. 1C has that in FIG. 2C indicated character of the belt model. It should be noted that the slope 11 in Fig. 2C is not so steep as in Fig. 2A, from which it is clear that in this deep state of depletion only a small proportion of the applied Voltage across the dielectric 7 drops. By applying a positive potential to the gate electrode 6 the positive charges 8 in FIG. 2A are displaced and, in addition, negative mobile charge carriers are displaced by the transition from the positive voltage is removed to the negative bias value. The inclined belt edges 12 and the Fermi levels 13 indicated in FIG. 2D indicate that the greater proportion of the applied gate voltage drops over the depletion region in the silicon substrate 5.

Das in Fig. 2D gezeigte Bändermodell entspricht dem von Fig. 2B und erläutert den Kanalzustand entsprechend Fig. 1C. Es zeigt die Verhältnisse entlang der in Fig. 2C angegebenen ι Schnittlinie 2D-2D. Fig. 2D ergibt deutlich das Vorhandensein i einer hohen Potentialbarriere im Kanalbereich 2, was darauf | hinweist, daß der Kanal 2 in der Anordnung nach Fig. 1C : nichtleitend ist. Ein Vergleich zwischen den Fign. 2B und 2D j ergibt somit, daß zwei Zustände, ein leitender und ein anderer nichtleitender, mit dem hier behandelten Bauelement erreicht ; werden können. Der anhand von Fig. 2B veranschaulichte Zu- ΐ stand ist stabil, wobei das Bauelement so lange im leitenden Zustand bleibt, wie die erforderlichen Vorspannungen am ; Bauelement aufrechterhalten werden. Der anhand des in Fig. 2D veranschaulichte Zustand ist jedoch quasistabil und nimmtThe band model shown in FIG. 2D corresponds to that of FIG. 2B and explains the channel state in accordance with FIG. 1C. It shows the relationships along the ι section line 2D-2D indicated in FIG. 2C. 2D clearly shows the presence of i a high potential barrier in channel area 2, which indicates | indicates that channel 2 in the arrangement of Fig. 1C: is non-conductive. A comparison between FIGS. 2B and 2D j thus shows that two states, one conductive and another non-conductive, achieved with the component discussed here; can be. The addition ΐ illustrated with reference to FIG. 2B stand is stable, with the component remaining in the conductive state as long as the required bias voltages on; Component are maintained. However, the state illustrated in FIG. 2D is quasi-stable and increases

YO 976 0i6YO 976 0i6

80982^/077280982 ^ / 0772

nach einer in typischen Fällen mehrere Minuten langen Zeitperiode die im Bändermodell nach Fig. 2B gezeigten Verhältnisse infolge von Leckströmen, Rekombinationen oder anderer Phänomene an.after a period of time, typically several minutes, the relationships shown in the ribbon model of FIG. 2B as a result of leakage currents, recombinations or other phenomena.

Anhand von Fig. 3A sollen mittels der dort dargestellten Bändermodelle die Verhältnisse erläutert werden, wenn das in Fig. 1B gezeigte Bauelement von seinem leitenden in den nichtleitenden Zustand (Fig. 1C) umgeschaltet wird. Wie bereits erwähnt worden ist, erfolgt das Umschalten durch Anlegen eines positiven Impulses an die Gate-Elektrode 6 des Bauelements 1 in Fig. 1D. Bezüglich der Zuordnungen des linken und rechten Teils der Bändermodelle kann auf die Ausführungen zu den Fign. 2A und 2C verwiesen werden. Das mittlere Bändermodell in Fig. 3A zeigt einen Zwischenzustand des Bauelements, wenn ein positives Potential an die Gate-Elektrode 6 angelegt ist. Die positive Gate-Spannung bewirkt eine Abwartsverbiegung der Bänder, wodurch die angesammelten Löcher 8 verdrängt und freie Elektronen im implantierten Kanal 2 angesammelt werden. Obwohl das in Fig. 3A nicht besonders gezeigt ist, ist festzuhalten, daß der übergang des positiven Impulses zurück auf den ursprünglichen Vorspannungspegel bewirkt, daß die freien Elektronen im vergrabenen Kanal verdrängt werden und somit die Bänder unter dem Einfluß der negativen Vorspannung, wie im rechten Bändermodell 3A gezeigt, nach oben verbogen werden. Das Bauelement ist damit vom leitenden in den nichtleitenden Zustand umgeschaltet.With reference to Fig. 3A, the relationships are to be explained by means of the band models shown there, if the The component shown in FIG. 1B is switched from its conductive to the non-conductive state (FIG. 1C). As has already been mentioned, the switching takes place by applying a positive pulse to the gate electrode 6 of component 1 in Fig. 1D. Regarding the assignments of the left and right parts of the band models, refer to the Comments on FIGS. 2A and 2C are referred to. The middle band model in Fig. 3A shows an intermediate state of the device when a positive potential is applied to the gate electrode 6 is created. The positive gate voltage causes the ribbons to bend downward, eliminating the accumulated Holes 8 are displaced and free electrons are collected in the implanted channel 2. Although not particularly in Fig. 3A It should be noted that the transition of the positive pulse back to the original bias level causes the free electrons in the buried channel to be displaced and thus the ligaments under the influence the negative preload, as shown in the right belt model 3A, bent upwards. The component is therewith switched from conductive to non-conductive state.

Fig. 3B zeigt die entsprechenden Verhältnisse im Bändermodell beim Umschalten vom nichtleitenden in den leitenden Zustand unter dem Einfluß eines negativen Impulses an der Gate-Elektrode 6. Die Zuordnung der linken und rechten Bändermodellbereiche zu den entsprechenden Strukturbereichen der Halbleiteranordnung ist wieder in der bereits erwähnten Weise anzunehmen. Das linke Bändermodell von Fig. 3B zeigt das Bauelement in dem Quasi-Gleichgewichtszustand, bei dem3B shows the corresponding relationships in the band model when switching from the non-conductive to the conductive State under the influence of a negative pulse on the gate electrode 6. The assignment of the left and right Ribbon model areas for the corresponding structural areas of the semiconductor arrangement is again in the already mentioned Way to adopt. The left band model of FIG. 3B shows the component in the quasi-equilibrium state in which

YO976016 80982J/0772~ YO976016 80982J / 0772 ~

275691G275691G

der vergrabene Kanal 2 völlig von allen Ladungsträgern verarmt ist und das angelegte Potential überwiegend über dem Siliziumsubstrat abfällt. Das elektrische Feld wird an den positiven Ladungsstellen in der Nähe der Grenze des induzierten Verarmungsbereiches enden. Durch Anlegen eines negativen Potentials werden die Bänder nach oben gebogen, was darauf hinweist, daß ein höherer Spannungsabfall über dem Silizium erfolgt. Das resultierende höhere elektrische Feld beschleunigt die vorhandenen Löcher zur Grenzfläche 11 zwischen dem Dielektrikum 7 und dem Siliziumsubstrat 5. Gleichzeitig werden die als Ergebnis von Rekombinations- und Leckstromvorgängen vorhandenen negativen beweglichen Ladungsträger von derselben Grenzfläche 10 abgedrängt. Der Übergang von dem durch den Impuls überlagerten Potential auf die normale negative Vorspannung ergibt eine Bänderverbiegung nach unten, was darauf hindeutet, daß ein geringerer Anteil des angelegten Potentials über dem Silizium abfällt, während der größere Anteil über dem Dielektrikum 7 abfällt. Das angelegte elektrische Feld endet im Bereich der positiven Ladungsträger» die sich an der Oxid/Halbleitergrenzfläche angesammelt haben !und die dort als Inversionsschicht 8 in dem stabilen Gleichgewichtszustand verbleiben. Somit wird durch Anlegen eines negativen Impulses an die Gate-Elektrode 6 das Bauelement vom nichtleitenden in den leitenden Zustand umgeschaltet. Unter Bezugnahme auf Fig. 4A wird ein Schaltkreis erläutert, der das Bauelement von Fig. 1A enthält und das Lesen und Schreiben dieses Bauelements zuläßt, indem positive und negative Steuersignale zum Ein- und Ausschalten an die Gate- ; Elektrode angelegt werden. Gemäß Fig. 4A werden jeweils Vorspannungen von -10 V an die Gate-Elektrode 6 und an das Substrat 5 angelegt. Die Source 3 ist als auf Massepotential ' liegend gezeigt, während die Drain 4 über einen Widerstand 14 j und eine Batterie 15, die als Spannungsquelle für den Stromfluß zwischen Source 3 und Drain 4 bei leitendem Bauelement 1 ι benutzt wird, an Massepotential liegt. Eine zur Abfühlung des im leitenden Zustand über dem Widerstand 14 auftretendenthe buried channel 2 is completely depleted of all charge carriers and the applied potential predominantly over the silicon substrate falls off. The electric field is induced at the positive charge points near the limit of the End of the impoverishment area. By applying a negative potential, the ligaments are bent upwards, which is a result indicates that there is a higher voltage drop across the silicon. The resulting higher electric field accelerates the existing holes to the interface 11 between the Dielectric 7 and the silicon substrate 5. At the same time, as a result of recombination and leakage current processes existing negative mobile charge carriers displaced from the same interface 10. The transition from that through The potential superimposed on the pulse to the normal negative bias results in a downward bending of the ligament, which suggests that a lesser proportion of the applied potential drops across the silicon while the greater Share across the dielectric 7 drops. The applied electric field ends in the area of the positive charge carriers » which have accumulated at the oxide / semiconductor interface! and which there as an inversion layer 8 in the stable state of equilibrium remain. Thus, by applying a negative pulse to the gate electrode 6, the device becomes switched from the non-conductive to the conductive state. Referring to Fig. 4A, a circuit is explained, which contains the component of Fig. 1A and allows reading and writing of this component by using positive and negative control signals for switching on and off to the gate; Electrode can be applied. According to FIG. 4A, respectively Bias voltages of -10 V are applied to the gate electrode 6 and the substrate 5. The source 3 is as at ground potential ' shown lying, while the drain 4 via a resistor 14 j and a battery 15, which is used as a voltage source for the flow of current between source 3 and drain 4 when the component 1 ι is used, is at ground potential. One for sensing that which occurs across resistor 14 in the conductive state

10976016 80982«/0772 10976016 80982 «/ 0772

Spannungsabfalls dienende Leseleitung 16 ist parallel zum Widerstand 14 vorgesehen. Um den Schaltzustand des Bauelements 1 zu ändern, können in der in Fig. 4B gezeigten Weise positive und negative Schreibimpulse an die Gate-Elektrode 6 des Bauelements 1 angelegt werden. Wie bereits im Zusammenhang mit den früheren Fign. erläutert wurde, kann das Bauelement 1 vom nichtleitenden in den leitenden Zustand umgeschaltet werden, indem der negative Spannungsimpuls 17 an die Gate-Elektrode 6 angelegt wird. Wenn das Bauelement 1 leitend ist, kann es durch Anlegen eines positiven Spannungsimpulses 18 an die Gate-Elektrode 6 nichtleitend gemacht werden. Bei leitendem Bauelement 1 wird der Stromfluß über Source 3, den vergrabenen Kanal 2 und die Drain 4 erfolgen. Ein Spannungsabfall am Widerstand 14 kann dann über die Leseleitung 16 abgefühlt werden. Bei nichtleitendem Bauelement 1 tritt dagegen kein solcher Stromfluß auf.Read line 16 serving for a voltage drop is provided in parallel with resistor 14. To the switching state of the component 1, positive and negative write pulses can be sent to the gate electrode 6 in the manner shown in FIG. 4B of the component 1 are applied. As already in connection with the earlier FIGS. has been explained, the component 1 can be switched from the non-conductive to the conductive state by applying the negative voltage pulse 17 to the Gate electrode 6 is applied. If the component 1 is conductive, it can by applying a positive voltage pulse 18 to the gate electrode 6 can be made non-conductive. With conductive component 1, the current flow via source 3, the buried channel 2 and the drain 4 take place. A voltage drop across resistor 14 can then occur over the read line 16 can be sensed. In the case of a non-conductive component 1, on the other hand, no such current flow occurs.

In Fig. 5A ist ein ähnlicher Schaltkreis wie in Fig. 4A gezeigt, bei dem lediglich die Schreib- und Leseimpuls- ! spannungen an die Source 3 statt an die Gate-Elektrode 6 \ angelegt werden. Bekanntermaßen läßt sich für einen Feldeffekt-j transistor bei Anlegen gegenüber der Spannung am Gate ent- | gegengesetzter Spannungen an Source dieselbe Betriebsweise erreichen. In dem in Fig. 5A gezeigten Schaltkreis wird demnach ein positiver Spannungsimpuls 19 entsprechend Fig. 5B an Source 3 angelegt, wodurch das Bauelement 1 leitend wird, während durch Anlegen eines negativen Spannungsimpulses 20 das Bauelement 1 nichtleitend wird. Ist das Bauelement 1 leitend, wird ein positiver Leseimpuls 21 entsprechend Fig. 5B an Source 3 einen momentanen Spannungsabfall am Widerstand erzeugen, der seinerseits wieder über die Leseleitung 16 abgefühlt werden kann. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, daß es sich bei den nichtleitenden Zuständen in den Schaltkreisen nach den Fign. 4A und 5A um quasistabile Zustände handelt, so daß nach einer gewissen Zeit, die relativ lang ist und einige Minuten beträgt, dieser Zustand in den demFIG. 5A shows a circuit similar to that in FIG. 4A, in which only the write and read pulse! voltages are applied to the source 3 instead of to the gate electrode 6 \ . As is known, for a field effect transistor, when applied, the voltage at the gate can be determined opposite voltages at the source achieve the same mode of operation. In the circuit shown in FIG. 5A, a positive voltage pulse 19 corresponding to FIG. 5B is accordingly applied to source 3, whereby component 1 becomes conductive, while component 1 becomes non-conductive when a negative voltage pulse 20 is applied. If the component 1 is conductive, a positive read pulse 21 as shown in FIG. In this connection it should be noted that the non-conductive states in the circuits according to FIGS. 4A and 5A are quasi-stable states, so that after a certain time, which is relatively long and is a few minutes, this state in the

Leitzustand entsprechenden und oben näher erläuterten Gleichgewichtszustand übergeht. Unter den üblichen Betriebsbedingungen kann man jedoch davon ausgehen, daß der (quasistabile) nichtleitende Zustand jeweils erneut durch neue Informationseingabe eingeprägt oder aufgefrischt wird, um die jeweilige Speicherinformation für die gewünschte Zeit aufrechtzuerhalten. Normalerweise wird diese Wiederauffrischoperation durch Auslesen der Anordnung, Abfühlen des jeweiligen Zustandes und Wiedereinschreiben desselben Zustandes in das Bauelement vorgenommen.Equilibrium state corresponding to the conducting state and explained in more detail above transforms. Under normal operating conditions, however, it can be assumed that the (quasi-stable) non-conductive state is impressed or refreshed in each case by new information input to the to maintain respective memory information for the desired time. Usually this refresh operation by reading out the arrangement, sensing the respective state and rewriting the same state made in the component.

Fig. 6 zeigt ein schematisches Schaltbild, in dem ein Bauelement der in Fig. 1A gezeigten Art im Zusammenhang mit einer Speicherschaltung eingesetzt wird. Zusätzlich zu dem Bauelement entsprechend Fig. 1A enthält dieser Schaltkreis einen Adressier-FET, dessen Gate und Source jeweils mit der Wort- und Bitleitung im Rahmen eines zugehörigen Speicherfeldes verbunden sind. Die in Fig. 6 gezeigte und mit 22 bezeichnete Speicherzelle enthält einen MOS-Transistor 1 der oben näher beschriebenen Art. Der MOS-Transistor 1 umfaßt einen vergrabenen Kanal 2, eine Source3, eine Drain 4, eine Gate-Elektrode 6 sowie ein Dielektrikum 7. Die Source 3 ist in Fig. 6 als gemeinsam mit einem Adressier-Transietor 23 ausgebildet dargestellt. Der Adressier-Transistor 23 enthält ein Source-Diffusionsgebiet 24 und eine Gate-Elektrode 25, die zwischen den Diffusionsgebieten 3 und 24 angeordnet ist und von dem darunterliegenden Kanalbereich durch ein Dielektrikum 26 getrennt ist. Das Diffusionsgebiet 24 ist über die Verbindung 27 an die Bitleitung 28 angeschlossen, während die Gate-Elektrode 25 des Transistors 23 über die Verbindung 29 mit j der Wortleitung 30 der Speicheranordnung gekoppelt ist. Der Adressier-FET 23 wird in der Weise betrieben, daß er normalerweise nichtleitend ist, bis ein entsprechendes Potential von der Impulsquelle 31 über die Wortleitung 30 auf seine Gate-Elektrode 25 gelangt. Sobald der Adressier-FET 23 dadurch leitend geworden ist, können Impulse von der ImpulsquelleFig. 6 shows a schematic circuit diagram in which a component of the type shown in Fig. 1A is used in connection with a memory circuit. In addition to the component According to FIG. 1A, this circuit contains an addressing FET, the gate and source of which are each marked with the word and bit lines are connected within the framework of an associated memory array. The one shown in FIG. 6 and designated by 22 The memory cell contains a MOS transistor 1 of the type described in more detail above. The MOS transistor 1 comprises a buried one Channel 2, a source 3, a drain 4, a gate electrode 6 and a dielectric 7. The source 3 is shown in FIG. 6 as Shown formed together with an addressing transit gate 23. The addressing transistor 23 contains a source diffusion region 24 and a gate electrode 25 which is arranged between the diffusion regions 3 and 24 and from which underlying channel region is separated by a dielectric 26. The diffusion region 24 is over the connection 27 is connected to the bit line 28, while the gate electrode 25 of the transistor 23 via the connection 29 with j is coupled to the word line 30 of the memory arrangement. The addressing FET 23 operates to normally is non-conductive until a corresponding potential from the pulse source 31 via the word line 30 to its gate electrode 25 arrives. As soon as the addressing FET 23 has become conductive, pulses from the pulse source

'TO"976Tb16'TO' 976Tb16

8098 2*7 0 77 28098 2 * 7 0 77 2

über die Bitleitung 28 und die Verbindung 27 auf das Diffusionsgebiet 24 gelangen. Da der Adressier-Transietor 23 nun leitend ist, fließt ein Strom in das gemeinsame Diffusionsgebiet 3, so daß unter Einprägung der PotentialVerhältnisse im Rahmen des anhand der Fign. 5A und 5B erläuterten Schemas der Transistor 1 in einen seiner beiden möglichen Zustände gebracht und dieser Zustand wieder ausgelesen werden kann. Festzuhalten ist in diesem Zusammenhang, daß ein Schaltkreis der in Fig. 6 bzw. in den Fign. 4A und 5A gezeigten Art, ein zerstörungsfreies Auslesen gestattet. Ausgehend von der gezeigten Ausführung mit einer einzigen Speicherzelle ist natürlich die Ausweitung auf ein komplexes Speicherzellenfeld I mit vielen Speicherzellen und weiteren Auswahlleitungen entsprechend der jeweils geforderten Speichergröße ohne weiteres möglich.reach the diffusion region 24 via the bit line 28 and the connection 27. Since the addressing transit gate 23 is now conductive is, a current flows into the common diffusion area 3, so that with impressing the potential ratios im Frame of the based on FIGS. FIGS. 5A and 5B, illustrated schemes, bring the transistor 1 into one of its two possible states and this state can be read out again. It should be noted in this context that a circuit the in Fig. 6 and in Figs. 4A and 5A, allows a non-destructive readout. Based on the The embodiment shown with a single memory cell is of course the expansion to a complex memory cell array I. with many memory cells and further selection lines according to the memory size required in each case possible.

In Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine integrierte Ausführung der Speicherzelle von Fig. 6 in einer bit-organieierten j Speicheranordnung gezeigt, wobei die äußeren Begrenzungen des Kanalbereichs des Speicherbauelements vom Substrat durch < dielektrische bzw. Oxidisolationsgebiete (sog. recessed oxide) j isoliert sind. Aus Fig. 7 wird deutlich, daß es sich bei dem dort gezeigten topologischen Entwurf nicht um die im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig. 1A erwähnte ringförmige Strukturanordnung der Halbleiteranordnung handelt, sondern um eine Strukturanordnung, die als eine Struktur mit offenem Kanal zu bezeichnen wäre, deren Kanaloberflächen vom Substrat eben durch die genannten dielektrischen Isolationsgebiete isoliert sind. Durch die dielektrischen Isolationsgebiete an den Kanalbereichegrenzen können die Kanalbereiche sowohl des Speicherbauelements 1 als auch des Adresjsier-FET 23 abgegrenzt werden, wobei die dielektrischen Isolationsgebiete in an sich bekannter Weise durch Grubenätzen und Wiederauffüllen erzeugt werden können.In Fig. 7 6 is a plan view of an integrated embodiment of the memory cell of Fig. In a bit-organieierten j memory arrangement shown, the outer boundaries of the channel region (so-called. Recessed oxide) of the memory device from the substrate by <dielectric or Oxidisolationsgebiete j isolated are. It is clear from FIG. 7 that the topological design shown there is not the ring-shaped structure arrangement of the semiconductor arrangement mentioned in connection with the description of FIG. 1A, but a structure arrangement which would be referred to as a structure with an open channel whose channel surfaces are just insulated from the substrate by said dielectric isolation regions. The channel areas of both the memory component 1 and the addressing FET 23 can be delimited by the dielectric isolation areas at the channel area boundaries, the dielectric isolation areas being able to be produced in a manner known per se by pit etching and refilling.

YO 976 016YO 976 016

8 0 9 8 2fL/ 0 7 7 28 0 9 8 2fL / 0 7 7 2

In der Draufsicht von Fig. 7 sind die zu Fig. 6 entsprechenden Bezugszeichen benutzt. Die als Bitleitung bezeichnete Auswahlleitung wird durch den Diffusionsstreifen 24 dargestellt. Ferner sind quer dazu verlaufend die Wortleitungen 30 zu erkennen, welche die Gate-Elektroden 25 für die Adressier-FET 23 bilden. Benachbart zur Gate-Elektrode ist im Substrat 5 jeweils ein gemeinsames Diffusionsgebiet 3 erkennbar. Ferner ist die Gate-Elektrode 6 für die eigentlichen Speicherbauelemente ersichtlich, welche vorzugsweise als Silizium-Gate über den ionenimplantierten Bereichen 2 und benachbart zu den (Drain-) Diffusionsgebieten 4 im Substrat angeordnet ist. Die schattierten Bereiche in Fig. 7 sollen die dielektrischen Isolationsbereiche des Substrats 5 andeuten. Von daher wird deutlich, daß der Kanalbereich 2 sowie der Kanal unter der Gate-Elektrode 25 an den Enden jeweils durch die dielektrischen Isolationsbereiche im Substrat 5 von diesem isoliert sind, so daß Leckstrompfade, die den tiefen Verarmungszustand zerstören würden, ausgeschlossen sind. Natürlich läßt sich die in Fig. 7 schematisch angedeutete Strukturanordnung auch statt mit horizontal nebeneinander angeordneten Elementen 1 und 23 mit vertikalen Struktüranordnungen ausführen. In the plan view of FIG. 7, the reference numerals corresponding to FIG. 6 are used. The one referred to as the bit line Select line is represented by diffusion strip 24. Furthermore, the word lines 30 are closed running transversely thereto recognize which form the gate electrodes 25 for the addressing FET 23. Adjacent to the gate electrode is in the substrate 5 a common diffusion region 3 can be seen in each case. Furthermore, the gate electrode 6 is for the actual memory components can be seen, which is preferably used as a silicon gate over the ion-implanted regions 2 and adjacent is arranged to the (drain) diffusion regions 4 in the substrate. The shaded areas in Fig. 7 are intended to be the dielectric Indicate isolation areas of the substrate 5. It is therefore clear that the channel area 2 as well as the channel under the gate electrode 25 at the ends in each case through the dielectric isolation regions in the substrate 5 of this are isolated so that leakage current paths that the deep depletion state would destroy are excluded. Of course, the structure arrangement indicated schematically in FIG. 7 can be used also run with vertical structural door arrangements instead of horizontally side by side elements 1 and 23.

Die Aktivierung eines typischen Speicherbauelements 1 wird Ipositive und negative Spannungsänderungen von etwa 5 V über leinen Zeitraum von etwa 2 us in Anspruch nehmen. Lesesignale mit einer Amplitude von etwa 2 V wurden als ausreichend ermittelt. Diese Parameter sind jedoch nicht kritisch und es kann eine große Variationsbreite je nach dem speziellen Schaltungsentwurf und den verwendeten Halbleitermaterialien ι realisiert werden. !The activation of a typical memory device 1 will cause Ipositive and negative voltage changes of about 5 V across l take about 2 microseconds to complete. Read signals with an amplitude of about 2 V were considered sufficient determined. However, these parameters are not critical and there can be wide variation depending on the particular Circuit design and the semiconductor materials used ι be realized. !

Soweit die Ausfuhrungsbeispiele von N-Kanal-Bauelementen ausgegangen sind, lassen sich natürlich die vorgeschlagenen Maßnahmen bei entsprechender Umpolung der Spannungen und Leitfähigkeiten auch mit P-Kanal-Bauelementen aufbauen.So much for the exemplary embodiments of N-channel components have proceeded, of course, the proposed measures can be taken with appropriate polarity reversal of the voltages and Build up conductivities with P-channel components as well.

YO 9?6 016YO 9? 6 016

80 98 2^r/077 280 98 2 ^ r / 077 2

Schließlich ist noch festzustellen, daß wegen der verhältnismäßig langen Haltezeit des nichtleitenden oder quasistabilen Zustandes sowie wegen der Mechanismen, die letztlich ein Übergehen in den stabilen Zustand bewirken, die oben beschrie- , benen Anordnungen auch als Photonenzähler und Lichtintegratoren! Einsatz finden können. Auf eine transparent ausgebildete Gate-Elektrode auftreffendes Licht wird zur Verarmungsschicht an der Halbleiteroberfläche durchdringen und dort Elektronen-Lochpaare für jedes auftreffende Photon bilden. Die Löcher sammeln sich dabei an der Siliziumoberfläche und die Elektronen, im Kanalbereich an und stehen damit für einen Leitungsvorgang zur Verfügung. Die photonenerzeugte Ausbildung von Ladungsträgern summiert sich dabei auf, so daß man aus der Leitfähigkeit des Kanals quantitativ auf die jeweilige Photonendosierung rückschließen kann. Für jede solche Elektronen-Lochpaarerzeugung und -trennung wirkt die Polarisationsspannung beschleunigend auf den Abbau des tiefen Verarmungszustandes im Kanalbereich. Die maximale Anzahl der somit erfaßbaren Photonen entspricht der Zahl der im tiefen Verarmungszustand j vom Gate abgezogenen Elektronen.Finally, it should be noted that because of the proportionate long holding time of the non-conductive or quasi-stable state as well as because of the mechanisms that ultimately a Bring about transition to the stable state, the above-described, benign arrangements also as photon counters and light integrators! Can find use. On a transparently trained Light hitting the gate electrode will penetrate to the depletion layer on the semiconductor surface and there electron-hole pairs for each incident photon. The holes collect on the silicon surface and the electrons, in the duct area and are therefore available for a line operation. The photon-generated formation of charge carriers This adds up so that one can quantitatively draw conclusions about the respective photon dosage from the conductivity of the channel. For each such electron-hole pair generation and separation, the polarization voltage has an accelerating effect on the reduction of the deep state of depletion in the canal area. The maximum number of thus detectable photons corresponds to the number of those in the deep depletion state j electrons withdrawn from the gate.

Durch die Erfindung wird somit ein Ein-Elementspeicher mit zerstörungsfreiem Auslesebetrieb bereitgestellt. Infolge ' der relativ langen Haltezeit werden nur geringfügige Anfor- j derungen an etwaige Auffrischvorgänge gestellt. Da die Größe 'The invention thus provides a single-element memory with a non-destructive read-out operation. As a result 'of the relatively long hold time only minor require- ments to j are any refresh provided. Since the size '

I des Lesesignals sich aus dem Weiten-Längenverhältnis de· Speicherbauelements bestimmt, ist dessen Flächengröße lediglich durch die photolithographischen Toleranzen festgelegt. Zudem wird nur eine sehr geringe Dauerverlustleistung verbraucht. I of the read signal is determined from the width / length ratio of the memory component, its area size is only determined by the photolithographic tolerances. In addition, only a very low continuous power loss is consumed.

ΪΟ976Ο1β 80982J/0772 ΪΟ976Ο1β 80982J / 0772

Leerse iteBlank

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS /1.) Halbleiteranordnung, insbesondere für eine zerstörungsfrei auslesbare Speicherzelle, mit einer MOS-Feldeffekttransistorstruktür aus in einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps beabstandet angeordneten Source- und Drain-Dotierungsbereichen vom dazu entgegengesetzten zweiten Leitfähigkeitstyp, zwischen denen ein Kanalbereich vorliegt, über dem durch ein Dielektrikum getrennt eine Gate-Elektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Kanalbereich ein die Source- und Drain-Dotierungsbereiche (3, 4) verbindender sich von der Oberfläche des Substrate (5) in dieses hinein erstreckender und gegenüber dem Substratmaterial abgeschlossener Dotierungsbereich (2) vom zweiten Leitfähigkeitstyp vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit von der jeweiligen Vorspannungseinstellung bzw. -veränderung an der Gate-Elektrode (6) sowie am Substrat (5) zwei unterscheidbare elektrische Leitfähigkeitszustände des Kanalbereichs einstellbar sind, von denen der erste (Fig. 1B) durch das Vorhandensein einer nicht die gesamte Tiefe des im Kanalbereich vorgesehenen Dotierungsbereichs (2) erfassenden Oberflächeninversionsschicht (8) bei darunter befindlichen leitfähigen Kanal und von denen der zweite (Fig. 1C) durch das Vorhandensein einer die gesamte Tiefe des Dotierungsbereichs im Kanalbereich erfassenden tiefen Verarmungszone (9) gekenn- j zeichnet ist. '/ 1. ) Semiconductor arrangement, in particular for a memory cell that can be read out non-destructively, with a MOS field effect transistor structure composed of source and drain doping regions of the opposite second conductivity type, arranged at a distance in a semiconductor substrate of a first conductivity type, between which there is a channel region over which by a dielectric a gate electrode is arranged separately, characterized in that in the channel region a doping region (2) connecting the source and drain doping regions (3, 4), extending from the surface of the substrate (5) into the latter and being closed off from the substrate material of the second conductivity type is provided, depending on the respective bias voltage setting or change on the gate electrode (6) and on the substrate (5), two distinguishable electrical conductivity states of the channel region can be set, of which the first (Fig. 1B) through the Vo In the presence of a surface inversion layer (8) which does not cover the entire depth of the doping region (2) provided in the channel region, with the conductive channel underneath and of which the second (Fig. 1C) is characterized by the presence of a deep depletion zone (9) which covers the entire depth of the doping region in the channel region. ' 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Gate-Elektrode (6) Impulsspannungsquellen zur Bereitstellung gegenphasiger Impulse zur Einstellung der unterscheidbaren Leitfähigkeitszustclnde gekoppelt sind.2. Semiconductor arrangement according to claim 1, characterized in that with the gate electrode (6) pulse voltage sources for the provision of counter-phase pulses for setting the distinguishable conductivity states are coupled. ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Source-Dotierungsbereich (3) Impulsspannungsquellen zur Bereitstellung gegenphasiger Impulse zur Einstellung der unterscheidbaren Leitfähigkeitszustände gekoppelt sind.3. Semiconductor arrangement according to claim 1, characterized in that that with the source doping region (3) pulse voltage sources to provide anti-phase Pulses for setting the distinguishable conductivity states are coupled. 4. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die MOS-Feldeffekttransistorstruktur in an sich bekannter Weise als ringförmige Struktur mit einem ringförmigen Kanalbereich ausgebildet ist.4. Semiconductor arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the MOS field effect transistor structure in a per se known Way is designed as an annular structure with an annular channel area. 5. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3f dadurch gekennzeichnet, daß die MOS-Feldeffekttransistorstruktür in an sich bekannter Weise mit einem langgestreckten sog. offenen Kanalbereich ausgebildet ist, wobei die Kanalbereichsgrenzen durch Isolationsgebiete abgeschlossen sind.5. Semiconductor arrangement according to at least one of claims 1 to 3 f, characterized in that the MOS field effect transistor structure is formed in a manner known per se with an elongated so-called. Open channel region, the channel region boundaries being closed by isolation regions. 6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kanalbereich abgrenzenden Isolationsgebiete aus in Vertiefungen des Halbleitersubstrats angeordneten dielektrischen Isolationsgebieten, insbesondere Oxidbereichen, bestehen.6. Semiconductor arrangement according to claim 5, characterized in that the delimiting the channel region Isolation areas composed of dielectric isolation areas arranged in depressions in the semiconductor substrate, in particular oxide areas exist. 7. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der vorher- ' gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß7. Semiconductor arrangement according to at least one of the preceding ' preceding claims, characterized in that im gleichen Halbleitersubstrat eine zusätzliche : an sich bekannte MOS-Feldeffekttransistorstruktur als Adressier-Feldeffekttransistor (23) vorgesehen ist, deren Drain-Dotierungsbereich durch den Source-Dotierungsbereich (3) der ersten Halbleiteranordnung gebildet wird, und deren Source-Dotierungsbereich (24) sowie deren Gate-Elektrode (25) jeweils mit den Auswahlleitungen der betreffenden Speicherzelle verbunden sind.
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In the same semiconductor substrate an additional MOS field effect transistor structure, known per se, is provided as an addressing field effect transistor (23), the drain doping area of which is formed by the source doping area (3) of the first semiconductor arrangement, and its source doping area (24) and its Gate electrode (25) are each connected to the selection lines of the memory cell in question.
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8. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche« dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Drain-Dotierungsbereich (4) Schaltungsmittel zur Feststellung des Leitfähigkeitszustandes des Kanalbereichs gekoppelt sind (Fign. 4Ά, 5A).8. Semiconductor arrangement according to at least one of the preceding claims «characterized in that with the drain doping region (4) circuit means for determining the conductivity state of the Channel area are coupled (Fign. 4Ά, 5A). 9. Halbleiteranordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Kanalbereich vorgesehene Dotierungsbereich (2) vom zweiten Leitfähigkeitstyp ein ionenimplantierter Dotierungsbereich mit einer Eindringtiefe von ungefähr 1500 R ist.9. Semiconductor arrangement at least according to claim 1, characterized in that the doping region (2) of the second conductivity type provided in the channel region is an ion-implanted doping region with a penetration depth of approximately 1500R. 10. Halbleiteranordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihrem Betrieb unter Voraussetzung eines Substrats vom P-Leitfähigkeitstyp an der Gate-Elektrode und am Substrat eine negative Grundvorspannung angelegt wird, die im ersten der beiden Zustände infolge der dadurch bewirkten Ansammlung von beweglichen Minoritätsladungsträgern an der Oberfläche eine Inversionsschicht ausbildet, daß zur Einprägung des anderen Zustandes der Grundvorspannung an der Gate-Elektrode ein positiver Impuls überlagert wird, der diese beweglichen Minoritätsladungsträger aus dem Kanalbereich verdrängt, woraufhin beim Wiederherstellen der Grundvorspannungsverhältnisse auch die verbliebenen Majoritäteladungsträger aus der somit zustandekommenden und den zweiten Zustand kennzeichnenden tiefen Verarmungszone verdrängt werden, und daß zum Wiederelnschreiben des einen Zustandes der Grundvorspannung ein zeitweiliger negativer Impuls überlagert wird, der eine Ansammlung von Minoritätsladungsträgern in einer vergleichsweise dünnen Oberflächeninversionschicht bei anschließend darunter verbleibendem leitfähigen Kanal bewirkt.10. Semiconductor arrangement at least according to claim 1, characterized in that for their operation provided a substrate of the P conductivity type a negative basic bias voltage is applied to the gate electrode and to the substrate, which in the first of the two states as a result of the resulting accumulation of movable minority charge carriers an inversion layer forms on the surface that the other state is imprinted Basic bias voltage at the gate electrode a positive pulse is superimposed on this movable minority charge carrier displaced from the canal area, whereupon the restoration of the basic preload conditions also the remaining majority carriers from the deep depletion zone that thus comes about and characterizes the second state be suppressed, and that to rewrite the A temporary negative pulse is superimposed on a state of the basic bias, which is an accumulation of minority carriers in a comparative causes a thin surface inversion layer with the conductive channel subsequently remaining underneath. YO 976 016YO 976 016 80982fr/077280982fr / 0772
DE19772756915 1976-12-30 1977-12-21 SEMI-CONDUCTOR ARRANGEMENT, IN PARTICULAR FOR A NON-DESTRUCTIVE READABLE MEMORY CELL Withdrawn DE2756915A1 (en)

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US5510630A (en) * 1993-10-18 1996-04-23 Westinghouse Electric Corporation Non-volatile random access memory cell constructed of silicon carbide
US6191458B1 (en) * 1994-02-24 2001-02-20 General Electric Company Silicon carbide integrated circuits

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FR2376493A1 (en) 1978-07-28
GB1593070A (en) 1981-07-15
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JPS5384577A (en) 1978-07-26

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