Способ стирания информации в элементе памяти

Способ стирания информации в элементе памяти

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнх

Социалистнческнх

Республнк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополннтельное к авт. санд-ву (22) Заявлено 18. 06. 81 (21) 3301272/18-24 (51)M. Кл . с прнсоеднненнекк заявкн М

6 11 С ll/40

Гееудлретееекьж кенлтет

СССР ее делан лзеоретееий н открытий. (23)прнорнтет

Опублнковано 23.02.83, Бюллетень № 7 (И) УДК 681.

". 327.6(088,8) Дата опублнковання опнсання 25 . 02 . 83

В .А. Власенко, А.И,. Мальцев B.ÀÚ Ìèëððåâ

В.М. Масловский, A,П. Наги ум В.Q. Т1олькин;

41 г р - f

Х

Г

j u„

/ лМ

-"- Ь„ . - 1

Я2) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ СТИРАНИЯ ИНФОРМАЦИИ

В ЭЛЕМЕНТЕ llAMRTN

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в запоминающих и логических устройствах на основе МНОП - элементов памяти.

Известен способ управления эле5 ментом памяти на основе диэлектриков с захватом заряда, использующий разнополярные импульсы напряжения для записи и стирания заряда в приборе (1 1.

Однако его реализация в запоминающих устройствах (ЗУ) имеет ряд недостатков: отсутствует режим избирательного стирания, необходимо изолировать накопитель ЗУ от схем управления„ время хранения информации не превышает 1-3 лет.

Наиболее близким по технической сущности является способ управления щ элементом памяти на основе диэлектриков с захватом заряда, заключающийся в том, что стирание накопленного за- . ряда производят импульсом напряжения

2 той же полярности, что и запись, но меньшей амплитуды (монополярный способ управления)1 2).

Недостатком монополярйого способа, управления является сильная (экспоненциальная) зависимость времени стирания заряда, что делает его очень чувствительным к разбросу амплитуды импульса стирания и толщины диэлект рика. Существенная зависимость времени стирания заряда от амплитуды импульса стирания обусловлена экспоненциальной полевой зависимостью тока через диэлектрик, за с4ет которого при стирании и происходит рассасывание заряда, накопленного при записи. Например, ток через нитрид кремния в диапазоне программирующих напряжений описывается выражением Пула- .

Френкеля Э ехр(оИО).Поэтому уменьшение амплитуды импульса стирания от номинального U>, равного, например, +17В, (в пределах типичного технического требования к его стабильности

999108 4

+104 01,) или увеличение толщины запоминающего диэлектрика на ту we величину от ее номинального значения приводят к увеличению времени стирания в 6- 10 раз. Выбирать .же номинальном ное значение времени стирания исходя из наихудших по времени стйрания приборов, нецелесообразно, так как это резко ухудшит быстродействие стирания подавляющего числа элементов 10 памяти с параметрами, близкими к номинальному. Таким образом, стирание заряда импульсом напряжения постоянной амплитуды ведет либо к неполному стиранию (или к отсутствию эффекта 1 стирания) при отклонении параметров элемента памяти и амплитуды импульса стираний от номинальных значений, либо к существенному снижению быстродействия по перезаписи у большинст- 20 ва ячеек памяти с номинальными характеристиками.

Цель изобретения — повышение быстродействия стирания элементов памяти на основе структуры проводник - мно- 25 гослойный диэлектрик с захватом заряда — полупроводник.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу стирания информации в элементе. памяти на основе ди- ЗО электрика с захватом заряда, основанный на подаче на полевой электрод импульса напряжения той же полярности, что и при записи информации амплитуду импульса стирания уменьшают во времени. В частности, уменьшение амплитуды импульса стирания может происходить во времени по логарифмическому закону

U(t) = U †. ), (1) 40

1 о где 00 — начальное значение амплитуды импульса стирания, t — время стирания при U = Up, k = -d 5gtC/dU - наклон зависимости времени стирания

C в координатах fqtC от U.

На фиг. 1 изображена зависимость порогового напряжения элемента памяти от длительности импульса стирания; на фиг, 2 - зависимость порогового напряжения элемента памяти от длительности импульса стирания, поясняющая определение времени стирания t ; на фиг. 3 — зависимость времени стирания от напряжения; на фиг. 4 - кривые из- менения порогового напряжения U во T времени при стирании импульсом напряжения с логарифмически уменьшающейся амплитудой 1 и импульсом постоянной амплитуды 2.

Стирание заряда в элементах памяти на основе диэлектриков с захватом заряда осуществляется следующим образом.

На прибор подают импульс напряжения, амплитуду. которого уменьшают от ее некоторого максимального значения в начальный момент времени U о„ до некоторого минимального значения

U Импульс стирания такой формы произведет за данное время большее уменьшение порогового напряжения элемента памяти UT, чем импульс стирания с фиксированной амплитудой в диапазоне от U до 0 . Действительно, если амплитуда прямоугольного импульса стирания достаточно велика, т.е. примерно равна 0 „п, то. такой импульс приведет к сравнительно быстрому уменьшению порогового напряжения от

его исходного значения 0т (0 ) до некоторого значения 0- (0 ), определяемого амплитудой импульса стирания 0 ср, но величина этого уменьшения Ь = U ("О") — U мала (по сравнению с Ы при меньших 0) и не изменяется при дальнейшем увеличении времени стирания (фиг. 1, кривая.с 0=0 )..

Наличие же в предлагаемой форме импульса стирания составляющих. с амплитудой U (U „ обеспечивает больший сдвиг порогового напряжения Ы3 чем пРи U = 0тдс1 (фиг. 1 кРивые с

0, 0,, .0,<0 ).

Напротив, если амплитуда прямо- ° угольного импульса стирания сравнительно мала, т.е. U — 0 щ4, то вплоть до определенного времени вообще не произойдет изменения порогового напряжения прибора. Например; при

U U это время составляет " 30c.

В случае же использования импульса стирания с уменьшающейся амплитудой сдвиг Д0-г получают за счет наличия

s импульсе высоковольтной составляющей с амплитудой 0 0 щс у,.

Максимальный эффект при использовании импульса стирания с уменьшающейся во времени амплитудой достигается в том случае, если амплитуду импульса стирания уменьшать во времени по логарифмическому закону в соответствии с выражением (1). При такой форме импульса стирания каждому мгновенному значению амп.питуды

5 9991 ставится в соответствии минимальное время, необходимое для получения максимального при данной амплитуде сдвига порогового напряжения ЬО.-.

Изменение порогового напряжения 5 элемента памяти при этом описывается пунктирной винией (фиг. 1). В этом случае величина bled . в любой момент времени является максимально возможной, т.е. процесс стирания происхо- 1в дит с максимальной для режима монополярного управления скоростью, что и обеспечивает повышение быстродействия стирания элемента памяти.

Получение импульса с уменьшающей- 15 ся во времени амплитудой легко достигается стандартными техническими средствами, в частности импульс напряжения произвольной формы может .быть получен с выхода цифроаналого- рв гюго преобразователя, вход которого подключен к управляющей ЗВИ. Иожет быть также использована ступенчатая аппроксимация импульса предлагаемой формы. -. 25

Использование данного способа стирания информации в элементе памяти обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение быстро08 6 действия стирания в 3-10 раз и повышение надежности стирания за счет получения максимально возможного сдвига порогового напряжения элемента памяти при любой фиксированной длительности импульса стирания.

Формула изобретения

Способ стирания информации в weменте памяти на основе диэлектрика с захватом заряда основанный на подаче иа полевой электрод импульса напряжения той же п9лярности, что и при записи информации, 9 т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью повышения быстродействия стирания информации, амплитуду импульса стирания уменьшают во времени от максимального значения, например, по логарифмическому закону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. J. 3. Chag IÅÅE V 64, Й 7, 1977, с. 1039-1059

2.. Авторское свидетельство СССР по заявке Н 2857997/18-24, кл. G 11 С 11/40, 1979 (прототип).

999108

Тираж 592 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делаи изобретений и открытий

113035, Иосква, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1166/75

Филиал"ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная;

Составитель В. Теленков .

Редактор А. Козориз Техред К.Иыцьо Корректор И.Шулла