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DE1259385B - Speicherelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Speicherelement und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number
DE1259385B
DE1259385B DEJ23844A DEJ0023844A DE1259385B DE 1259385 B DE1259385 B DE 1259385B DE J23844 A DEJ23844 A DE J23844A DE J0023844 A DEJ0023844 A DE J0023844A DE 1259385 B DE1259385 B DE 1259385B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
selenium
silver
storage element
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEJ23844A
Other languages
English (en)
Inventor
Witautas Balio Tolutis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INST FIZ I MAT AKADEMII NAUK L
Original Assignee
INST FIZ I MAT AKADEMII NAUK L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INST FIZ I MAT AKADEMII NAUK L filed Critical INST FIZ I MAT AKADEMII NAUK L
Priority to DEJ23844A priority Critical patent/DE1259385B/de
Priority to GB24178/63A priority patent/GB1093122A/en
Publication of DE1259385B publication Critical patent/DE1259385B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
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    • H03K3/313Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of semiconductor devices with two electrodes, one or two potential barriers, and exhibiting a negative resistance characteristic
    • GPHYSICS
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    • GPHYSICS
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
GlIc
Deutsche Kl.-. 21 al - 37/52
Nummer: 1 259 385
Aktenzeichen: J 23844IX c/21 al
Anmeldetag: 8. Juni 1963
Auslegetag: 25. Januar 1968
Die Erfindung betrifft ein Speicherelement in Gestalt einer Halbleiter-Diode, in deren Sperrschicht eine Beimischung eingeführt ist, und Verfahren zu seiner Herstellung.
Es ist bekannt, daß die Anwesenheit einer metallisehen Beimischung im Bereich der räumlichen Aufladung des Gleichrichterkontaktes, d. h. in der Sperrschicht eines Selen-Gleichrichters, dessen Eigenschaften sehr stark verschlechtert. Um die Sperrschicht von diesen unerwünschten Beimischungen zu säubern, wird bekanntlich bei der Herstellung von Selen-Gleichrichtern in Richtung der Sperrung ein lang andauerndes elektrisches Ausformen bei erhöhten Temperaturen vorgenommen. Dieser Vorgang erfordert sehr viel Zeit, da die Geschwindigkeit der Ver-Schiebung der meisten Metallatome sehr klein ist.
Aus dem USA.-Patent 2 968 014 ist ein synthetisches Antimonglanzkristall bekannt, das einen Überschuß von Antimon in den Grenzen von 1 bis 3,5 Gewichtsprozent des Gemisches enthält und hauptsächlieh als eine elektronische Schalteinrichtung zur Steuerung eines elektrischen Stromes verwendet wird, die zwei stabile Zustände besitzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein universell verwendbares Speicherelement hoher spezifischer Leistung anzugeben, das in außerordentlich kurzer Zeit umschaltbar ist, ohne wiederholte Einschreibung für längere Dauer verwendbar ist und auch als integrierendes Element verwendet werden kann, wobei die Parameter der Integration in einfacher Weise veränderlich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halbleiter-Diode als Selen-Diode ausgebildet ist und daß die Beimischung in deren Sperrschicht Silber in derartigen Mengen enthält, daß diese Beimischung in einem starken elektrischen Feld, das in der Sperrschicht beim Anlegen einer äußeren Spannung an das Speicherelement erzeugt wird, derart verschiebbar ist, daß das Speicherelement den stabilen Zustand einer binären »0« oder einer binären »1« einnimmt.
Ein derartiges Speicherelement wird vorteilhaft dadurch hergestellt, daß in dem Bereich des Gleichrichterkontaktes zwischen einer Schicht Selen und einer Schicht Selenkadmium oder einer anderen Schicht eines Leiters oder Metalls einer Selen-Diode eine dünne Schicht einer Beimischung von Silber mit einer Konzentration von einigen Zehnteln bis zu einigen atomaren Prozenten eingeführt wird.
Anstatt einer Schicht eines mit Silber legierten Selens kann auch eine Schicht eines Silberselenids eingeführt werden.
Speicherelement und Verfahren
zu seiner Herstellung
Anmelder:
Institut Fiziki i Matematiki Akademii NaUk
Litowskoi SSR, Wilnjus (Sowjetunion)
Vertreter:
Dipl.-Chem. L. Zellentin, Patentanwalt,
6700 Ludwigshafen, Halbergstr. 25
Als Erfinder benannt:
Witautas Balio Tolutis, Wilnjus (Sowjetunion) - -
Dadurch, daß sich im Gegensatz zu anderen Beimengungen die Silber-Atome im Selen stets im ionisierten Zustand befinden, ist eine große Verschiebegeschwindigkeit und damit Schaltgeschwindnigkeit gegeben. Die Konzentration des Silbers in der Sperrschicht kann durch eine angelegte äußere Spannung von einer bestimmten Polarität und Größe reversibel verändert werden. Diese Wirkung ist ähnlich der Wirkung einer bekannten elektrischen Ausformung eines Selen-Gleichrichters, der Unterschied besteht jedoch darin, daß dieser Vorgang sehr schnell in Bruchteilen einer Millisekunde verläuft.
Das Anlegen einer äußeren Spannung von einer bestimmten Größe in Sperrichtung führt zu einer Reinigung der Sperrschicht von der Beimischung an Silber, so daß das Speicherelement einen stabilen Zustand einnimmt, der dem Zustand eines gewöhnlichen Selen-Gleichrichters entspricht (Zustand »0«). Beim Anlegen einer Spannung von einer bestimmten Größe in der Durchlaßrichtung wird die Beimischung an Silber wieder in die Sperrschicht hineingezogen, und die Asymmetrie der Leitfähigkeit verschwindet, so daß das Speicherelement in den stabilen Zustand »1« versetzt wird.
Da die Dauer des Überganges des Speicherelementes aus dem einen in den anderen stabilen Zustand
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außerordentlich schnell verläuft (10~4 bis 10~5 Se- darin ein starkes elektrisches Feld,-unter dessen Wirkunden), kann ein solches Speicherelement auch als kung eine Elektrodiffusion des Silbers stattfindet, elektronischer Schalter verwendet werden. In Abhängigkeit von der Polarität der angelegten Die Geschwindigkeit der Änderung des Zustandes Spannung erhöht oder erniedrigt sich die Konzentraeines Speicherelementes hängt sehr stark von der 5 tion an Silber in der Sperrschicht. Bei einer gegebe-Amplitude der an das Speicherlement angelegten nen Größe der äußeren Spannung stellt sich nach Spannung ab. Diese Tatsache erlaubt, den Zustand einer bestimmten Zeit r ein bestimmtes Gleichgewicht des Speicherelementes »abzulesen«, ohne daß der in der Verteilung des Silbers in der Sperrschicht ein, Zustand des Speicherelementes selbst verändert wird. d. h., es wird ein bestimmter stabiler Zustand des
Für die »Ablesung« eines Speicherelementes wird io Speicherelementes erzeugt.
nachstehendes Beispiel angegeben: Bei einer Dauer der angelegten Spannung, die ge-Ein Speicherelement befindet sich in einem unbe- ringer als r ist, geht das Speicherelement nach jedem kannten Zustand. Es wird ein Spannungsimpuls in angelegten Impuls in einen Zwischenzustand »α«, Sperrichtung mit einer kleinen Amplitude angelegt >x5«, »/3« usw. über, d. h., der Übergang aus einem (die Amplitude ist um einige Potenzen kleiner als die- 15 Endzustand»!« in »0«, oder umgekehrt, erfolgt alljenige Amplitude, die das Speicherelement in einen mählich (F i g. 1). Hierbei zeigt sich die integrierende seiner Grenzzustände versetzen würde). Wenn sich Wirkung des erfindungsgemäßen Speicherelementes, das Speicherelement im Zustand »0« befindet, ist der Die Zeitdauer τ ist stark von der Größe der angedurchfließende Strom um 10~3- bis 10~4mal kleiner legten äußeren Spannung abhängig. Diese Tatsache als in dem Fall, in dem es sich im Zustand »1« befin- 20 gibt die Möglichkeit, eine Information aus dem Speidet. Der Zustand des Speicherelementes selbst wird cherelement ohne merkbare Zerstörung dieser gespeidurch das Ablesen praktisch nicht verändert. cherten Information abzulesen.
Durch Versuche konnte festgestellt werden, daß Beim Einschreiben einer binären »1« oder einer
eine im Speicherelement eingeschriebene Information binären »0«, d. h., wenn an das Speicherelement eine ΙΟ"7- bis 10-8mal abgelesen werden konnte, bis das 25 hohe Spannung angelegt wird,-ändert sich dessen Zu-
Speicherelement wieder regeneriert werden mußte. stand sehr schnell (nach 10~5 Sekunden); beim Ab-
Dieser Umstand erlaubt es, das Speicherelement lesen der eingeschriebenen Information mit einer we-
für sehr langfristige Speicherungen zu verwenden. sentlich niedrigeren Spannung-ändert sich dessen Zu-
Die Löschung der Information erfolgt, indem das stand 10~7- bis 10~8mal langsamer. Spiecherelement durch eine Spannung von entspre- 30 Eine Änderung der Dauer des Einschreibens einer
chender Amplitude und Dauer in einen zwischen- binären »1« oder »0« führt zu einer Änderung in
liegenden Zustand versetzt wird. einigen Größenordnungen. Diese Erscheinung gibt
Die Erfindung soll nachstehend an Hand von die Möglichkeit, in weiten Grenzen die Geschwindig-
Zeichnungen näher erläutert werden, in denen An- keit der Zerstörung der Information beim Ablesen Wendungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, für 35 zu ändern und auch die Parameter der Integration zu
die in der vorliegenden Erfindung gesonderter Schutz ändern,
nicht begehrt wird. Es zeigt Der Zustand des Speicherelementes kann bequem
F i g. 1 einen grundsätzlichen Verlauf der Volt- nach den Parametern seiner Voltampere- oder Span-Ampere-Kennlinien eines Speicherelementes gemäß nungskapazitäts-Eigenschaften bestimmt werden, beider Erfindung für die Grenzzustände »0« und »1« 40 spielsweise nach dem Widerstandswert in der Sperr- und für zwischenliegende Zustände »α«, »<5«, »ß«, richtung bei einer gegebenen Spannung (in Gestalt
F i g. 2 ein Oszillogramm des Speicherelementes eines kurzen Impulses), die bedeutend geringer ist als
beim Zustand »0«, die Spannung, mit der ein gegebener Zustand des
F i g. 3 ein Oszillogramm des Speicherelementes Speicherelementes erzeugt wird, beim Zustand »1«, 45 Bei einem mehrfachen Ablesen einer binären »1«
F i g. 4 ein grundsätzliches Schaltungsschema eines erniedrigt sich allmählich die Stärke des Signals, d. h.,
langfristigen Speichers unter Verwendung von Spei- die Information wird allmählich gelöscht,
cherelementen gemäß der Erfindung, Beim Ablesen einer binären »0« wird die Stärke
F i g. 5 ein Schaltungsschema eines Integrators von des erhaltenen Signals praktisch nicht verändert.
Impulsen mit gemäß der Erfindung ausgebildeten 50 Bei der langfristigen Speicherung erfolgt die Zer-
Speicherelementen, störung der eingeschriebenen Information mit der
F i g. 6 ein Schaltungsschema eines Impulszählers Zeit nicht gleichförmig, bei einer eingeschriebenen
mit gemäß der Erfindung ausgebildeten Speicher- binären »0« wird bei Raumtemperatur die Informa-
elementen, tion mehrere Wochen lang aufbewahrt, bei einer ein-
Fig. 7 eine »ODER«-Schaltung, die mit Speicher- 55 geschriebenen »1« mehrere Tage,
elementen ausgebildet und die an ein Schieberegister Nachstehend soll ein Verfahren zur Herstellung
angeschlossen ist, eines Speicherelementes gemäß der Erfindung näher
F i g. 8 ein Zweitaktschieberegister mit Verwen- beschrieben werden.
dung von gemäß der Erfindung ausgebildeten Spei- Als Grundlage des Speicherelementes kann sowohl
cherelementen. 60 ein Metall als auch ein dielektrischer Körper oder
Die Wirkung des Speicherelementes beruht auf Halbleiter dienen. Die optimale Größe des thermieiner Änderung der Voltampere- und Spannungs- sehen Ausdehnungskoeffizienten der Grundlage ist kapazitäts-Eigenschaften des Gleichrichterkontaktes, ~~ 1(1.6f, J-1 auf Grund der Änderung der Verteilung von Bei- ' ra mischungsteilchen an Silber in der Sperrschicht des 65 Wenn sich die Grundlage stark von Selen unterschei-Selens unter Wirkung einer äußeren Spannung auf : det, beispielsweise bei Herstellung des Speicherdas Speicherelement. Schon durch Anlegen einer ge- Elementes auf einer Oberfläche eines Germaniumringen äußeren Spannung an die Sperrschicht entsteht oder Silizium-Monokristalls, müssen besondere Maß-
nahmen zur Befestigung einer Selenschicht vorgenommen werden, die aus einer Unterschicht besteht, die eine gute Adhäsion zur Oberfläche der Grundlage und eine gute Verbindung mit dem unteren ohmschen Kontakt des Elementes besitzt, beispielsweise eine dünne Schicht von Wismut.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Herstellung eines Speicherelementes beschrieben, das auf einer Grundlage aufgebaut ist, die nicht mit Selen übereinstimmt, beispielsweise auf der Oberfläche eines Germanium- oder Silizium-Monokristalls.
Auf der Oberfläche eines Monokristalls wird mittels einer Schablone, die die Gestalt des Speicherelementes und des Stromableiters besitzt, mittels einer thermischen Zerstäubung im Hochvakuum eine schicht Aluminium von einer Stärke etwa eines Mikrons aufgetragen. Die letzten Zehntel der Aluminium-Schicht werden mit Wismut zusammen aufgestäubt, weiterhin wird nach der Beendigung der Zerstäubung von Aluminium, ohne Zerstörung des Hochvakuums, eine Schicht von Wismut bis zu einer Stärke von 0,5 Mikron aufgedampft. Die Temperatur der Grundlage (der Oberfläche des Monokristalls) muß hierbei in den Grenzen von 120 bis 150° C gehalten werden. Die mit diesem Verfahren erhaltene Oberfläche soll hierbei leicht matt sein.
Nach dem Aufsprühen von Wismut wird ohne Zerstörung des Hochvakuums eine Schicht reinen Selens aufgestäubt in einer Stärke von 5 bis 7 Mikron. Die Temperatur des Kristalls soll hierbei etwa 50° C betragen. Die Kristallisation der Schicht wird in einer normalen Atmosphäre bei 200° C für die Dauer einer Stunde vorgenommen. Die auf diese Weise hergestellte Schicht hexagonalen Selens besitzt eine Textur mit einer Orientierung in der C-Achse entlang des Oberfläche des Monokristalls.
Auf die Oberfläche der Selenschicht wird unter den gleichen Bedingungen eine Schicht Selen mit einer Beimischung von Silber aufgestäubt. Die Stärke der Schicht beträgt 2 bis 3 Mikron. In diesem Fall wird das Selen und das Silber aus separaten Verdampfern gleichzeitig aufgestäubt. Die Konzentration des SiI-bers in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschäften des Elementes ändert sich von einigen Teilen bis zu einigen Atomprozenten. Je höher die Konzentration des Silbers, um so größer ist die Zeitdauer des Ansprechens des Elementes und um so stabiler sind die Zustände »1« und »0«.
In Abhängigkeit von der Konzentration des Silbers kann sich die Ansprechzeit des Elementes von einigen Mikrosekunden bis zu einigen Millisekunden ändern und die Anzahl der Ablesungen einer Information von einigen Zehnern bis 10~7 oder 10~9 und sogar weiter erhöhen.
Nach dem Aufstäuben der Schicht wird deren Kristallisation bei 200 bis 300° C 20 bis 30 Minuten lang durchgeführt.
Als oberer Gleichrichterkontakt dient eine Schicht Kadmium, das mit Zinn legiert ist, die ebenfalls im Hochvakuum aufgesprüht wird. Von oben wird die Schicht Kadmium mit einer dicken Schicht Zinn abgedeckt. Die Stärke der Kadmiumschicht beträgt 0,5 bis 1 Mikron, und die Stärke der Zinnschicht beträgt 1 bis 3 Mikron. Mittels eines thermischen Aufsprühens wird über eine entsprechende Schablone die obere Elektrode mit den entsprechenden Verbindungspunkten einer Schaltung verbunden.
Die räumliche Ausbildung des Elementes und der Schablonen wird auf Grund der Forderungen bestimmt, wie sie aus den betreffenden Schaltungsaufgaben hervorgehen. Beispielsweise können es die Verbindungspunkte von Schaltungen sein, in die die Elemente als Bauteile eingesetzt werden, oder es können auch Matrizen aus Speicherelementen sein.
Das angeführte Ausführungsbeispiel der Herstellung eines Speicherelementes ist nicht das einzig mögliche.
Es sind auch andere Herstellungsverfahren möglieh, indem beispielsweise anstatt einer Selenschicht, die mit Silber legiert ist, zwischen einer Schicht reinen Silbers und der oberen Elektrode eine Schicht eines Silberselenids eingeführt wird. Wesentlich ist, daß eine Beimischung von Silber in den Bereich der Sperrschicht eingeführt wird.
Nachstehend sind zur Erläuterung einige Ausführungsbeispiele angeführt:
Es wurde ein Oszillogramm des Volt-Ampereao Verlaufs eines Speicherelementes im Zustand »0« aufgenommen (F i g. 2). Das Oszillogramm wurde bei einer Frequenz von 50 Hertz und 40 Volt aufgenommen. Der Zustand wurde mittels eines Impulses durch Anlegen von 100 Volt mit Sperrpolarität und einer Dauer von 1 Millisekunde erzeugt.
Es wurde ein Oszillogramm des Volt-Ampere-Verlaufs eines Speicherelementes im Zustand »1« aufgenommen (F i g. 3).
Das Oszillogramm wurde bei einer Frequenz von 50 Hertz und 8 Volt aufgenommen. Der Zustand wurde durch Einwirkung eines Impulses von 50 Volt mit Durchgangspolarität und einer Dauer von 0,1 Mikrosekunden erzeugt.
Das vorliegende Speicherelement kann in elektronischen Rechenmaschinen und automatischen Einrichtungen verwendet werden. Insbesondere findet die vorliegende Erfindung Verwendung in langfristigen Spiechereinrichtungen, in logischen Schalteinrichtungen, Impulszählern, Schieberegistern usw. als ein Speicherelement oder ein integrierendes Element.
Eine langfristige Speichereinrichtung (F i g. 4) enthält hinter den Dioden 1 nachgeschaltete Speicherelemente 2.
Beim Einschreiben einer binären »1« wird an eine der Schienen A, B ein negativer Spannungsimpuls angelegt. Über die entsprechend geöffneten Schaltelemente B1B2.. .B und über Entladungsschienen, die Dioden 3 und Speicherelemente 2 enthalten, fließen Ströme gleicher Richtung und führen die entsprechenden Speicherelemente in den Zustand »1« über. Beim Einschreiben einer binären »0« wird an eine der Schienend über entsprechend geöffnete Schalt- elementeJB1 B2 .. .B, über Entladungs-Dioden 1 und Speicherelemente 2 ein positiver Spannungsimpuls angelegt, und es fließen Ströme in umgekehrter Richtung, die die entsprechenden Speicherelemente in den Zustand »0« überführen. Bekannte Halbleiter-Dioden 1, 3 und Speicherelemente sind sterngeschaltet. Die Speicherelemente 2 schließen im leitenden Zustand die Dioden 1, 3 an die Schienen A, B an, und im abgeschalteten Zustand sperren sie diese ab. Die Spannung, die hierbei an den Ausgangswiderständen erscheint, wird als eine binäre »1« oder eine binäre »0« aufgenommen.
In F i g. 5 ist ein Impuls-Integrator schematisch dargestellt. Bei Anlegung eines negativen Impulses an den Eingang 4 der Schaltung wird das Speicherelement 2 in den Zustand »1« übergeführt. Hierauf
werden an den Eingang positive Impulse angelegt, die der Integration unterworfen werden sollen. Mit jedem Impuls wächst der Widerstand des Speicherelementes 2 an, und der Spannungsabfall erhöht sich dementsprechend.
Erreicht der Spannungsabfall eine vorgegebene Größe, sendet der Blockgenerator 5 am Ausgang ein Signal aus. Die Integration ist auch aus dem Zustand »0« in Richtung des Zustandes »1« möglich.
In F i g. 6 ist beispielsweise ein Impulszähler ge- ίο zeigt, der einen Kommutator 6, ein Speicherelement 7 und einen Blockgenerator 8 enthält. Beim Anlegen von positiven Impulsen an den Eingang strebt das Element Ix zum Zustand »1« und das Element 2 zum Zustand »0«. Es entsteht eine Spannungsverteilung, wobei sich die Spannung am Element 2 erhöht. Wenn die Spannung eine bestimmte Höhe erreicht, die der Basis der Zählung entspricht, wird der Blockgenerator erregt. Der Blockgenerator liefert einen Ausgangsimpuls an den Eingang einer Kaskade (nicht dargestellt) des Zählers und schließt gleichzeitig die Schaltung derart um, daß die Eingangsimpulse, die an das Element 2 angelegt wurden, dieses zum Zustand »1« bringen und die Impulse, die an das Element I1 angelegt wurden, dieses zum Zustand »0« bringen. Mit Ausgabe eines Impulses durch den Blockgenerator kehrt die Schaltung in den ursprünglichen Zustand zurück.
Eine logische »ODER«-Schaltung ist in F i g. 7 gezeigt. Wenn auf einem der Elemente 2V 22, 23 ein Zustand »1« eingeschrieben ist, so wird bei Anlegung eines positiven Impulses an die Schiene B gegenüber A der Spannungsabfall am Element klein, und eine »1« wird am Speicherelement 24 eingeschrieben. Hierbei wird das Speicherelement, das eine »1« enthält, in den Zustand »0« übergeführt.
Ein Beispiel eines Zweitakt-Schieberegisters ist in Fig. 8 dargestellt. In der Ausgangsstellung befinden sich alle Speicherelemente im Zustand »0«. Beim Anlegen eines positiven Impulses an den Eingang 9 gegenüber der Schiene A wird das Element 2t in den Zustand »1« übergeführt. Ein »1« kann auf Grund der Widerstände R2, Rs usw. in die anderen Speicherelemente nicht eingeschrieben werden. Beim Anlegen eines positiven Impulses an die Schiene A gegenüber der Schiene B fällt am Element 22 die Spannung ab, wodurch eine »1« eingeschrieben wird. Hierbei wird das Element I1 unter der Wirkung der Rückspannung in den Zustand »0« übergeführt. Die Diode D1 verhindert eine Rückinformation. Als nächster Takt erscheint an der Schiene B ein positiver Impuls gegenüber der Schiene A, hierbei wird die »1« vom Element 22 auf das Element 23 umgeschrieben.
Das erfindungsgemäße Speicherelement weist folgende Vorteile auf; es ist universell verwendbar, da die gleiche Zelle in Abhängigkeit von der Arbeitsweise stets verwendet werden kann:
a) als Speicherelement,
b) als ein Kommutationselement mit vorbestimmten Parametern der Kornmutationseigenschaften (Zeit der Kommutation, Amplitude des Nutzsignals),
c) als Integrationselement mit vorgegebenen Parametern der Integration.
Beim Zählen der Information kann das Element eine große spezifische Leistung abgeben, die bis zu 0,5 Watt auf 1 mm2 erreicht, bei einer Spannung bis zu 150 Volt.
Die kleinste spezifische Leistung, die erforderlich ist, um eine Information abzulesen, ist sehr gering (weniger als 1 Mikrowatt auf einen Quadratmillimeter).
Bei der Herstellung des Elementes können die Grundparameter des Elementes in weiten Grenzen verändert werden.
a) Die Ansprechzeit des Elementes kann von einigen Teilen einer Mikrosekunde bis zu einigen Stunden verändert werden;
b) die Amplitude der Spannung, die das Element aus einem Grenzzustand in den anderen überführt, kann im Bereich von einigen Volt bis 120 Volt verändert werden.
Das Herstellungsverfahren des Speicherelementes gestattet, es in alle möglichen Arten von Schaltungen einzubauen oder aus diesen Elementen Matrizen und andere Schaltungen herzustellen. Der räumliche Abstand der Anordnung der Speicherelemente in einer Matrize ist hierbei sehr gering.
Das Speicherelement ist gegenüber Überlastungen unempfindlich und ist daher bei seiner Verwendung außerordentlich zuverlässig.
Das Element ist gegen starke Kernstrahlungen unempfindlich.
Da das Element, wie bereits erwähnt, eine große spezifische Leistung übertragen kann, kann auf die Verwendung von Verstärkern in den Schaltungen verzichtet werden.
Die universellen Eigenschaften des Speicherelementes vereinfachen eine Reihe von Schaltungsproblemen in elektronischen Rechenmaschinen und Einrichtnugen der Automation.
Die Herstellungsweise des Speicherelementes und von Matrizen aus diesen Speicherelementen ist sehr einfach und kann vollständig automatisiert werden.
Die Herstellungskosten eines Speicherelementes gemäß der Erfindung sind sehr niedrig.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Speicherelement in Gestalt einer Halbleiter-Diode, in deren Sperrschicht eine Beimischung eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter-Diode eine Selen-Diode ist und die Beimischung in deren Sperrschicht Silber in derartigen Mengen enthält, daß diese Beimischung in einem starken elektrischen Feld, das in der Sperrschicht beim Anlegen einer äußeren Spannung an das Speicherelement erzeugt wird, derart verschiebbar ist, daß das Speicherelement den stabilen Zustand einer binären »0« oder einer binären »1« einnimmt.
2. Verfahren zur Herstellung eines Speicherelementes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich des Gleichrichterkontaktes zwischen einer Schicht Selen und einer Schicht Selenkadmium oder einer anderen Schicht eines Leiters oder Metalls einer Selen-Diode eine dünne Schicht einer Beimischung von Silber mit einer Konzentration von einigen Zehntel bis zu einigen atomaren Prozenten eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt einer Schicht eines mit
Silber legierten Selens eine Schicht eines Silberselenids eingeführt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 968 014;
10
»British Communication and Electronics«, April 1960, S. 254 bis 257;
»IRE Transactions on Electronic Computers«, Dezember 1960, S. 423 bis 428;
»Journal British IRE«, Dezember 1961, S. 497 bis 505.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 720/360 1.68 © Bundesdruckerei Berlin
DEJ23844A 1963-06-08 1963-06-08 Speicherelement und Verfahren zu seiner Herstellung Pending DE1259385B (de)

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DEJ23844A DE1259385B (de) 1963-06-08 1963-06-08 Speicherelement und Verfahren zu seiner Herstellung
GB24178/63A GB1093122A (en) 1963-06-08 1963-06-18 Semi-conductor devices

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GB (1) GB1093122A (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2968014A (en) * 1959-04-01 1961-01-10 Kentucky Res Foundation Synthetic stibnite crystal and method for producing the same

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US2968014A (en) * 1959-04-01 1961-01-10 Kentucky Res Foundation Synthetic stibnite crystal and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
GB1093122A (en) 1967-11-29

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