DE2125451A1 - Integrierte Halbleiterschaltung zur Speicherung von Daten - Google Patents

Description

Böblingen, 12. Mai 1971 bm-fr

Anmelderin: International.Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket SZ 969 008

Integrierte Halbleiterschaltung zur Speicherung von Daten

Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung zur Speicherung von Daten in wenigstens einem Multivibratorkreis, dessen Zweige aus je einem Transistor und einem Arbeitswiderstand bestehen und Doppelanschlüsse für die Koordinatenleitungen einer Speichermatrix aufweisen«

Die vorliegende Schaltung eignet sich besonders gut als Speicherzelle in einem Assoziativspeicher oder einem Funktionalspeicher. Assoziativspeicher sind Speicher, bei denen die eingeschriebene Information assoziativ mit Suchargumenten verglichen werden kann. Beim Funktionalspeicher können logische Operationen innerhalb des Speichers durchgeführt werden. Derartige Speicher sind bereits bekannt. Herkömmlicherweise werden dabei bistabile Schaltungen, z.B. Multivibratoren, in Speichermatrizen zusammengefaßt. Ein Funktionalspeicher braucht dabei zur Verarbeitung von binärer Information pro Zelle drei Schaltstellungen und es werden deshalb zwei Multivibratorkreise in jeder Speicherzelle verwendet. Die einzelnen Bits eines Informationswortes werden gleichzeitig geschrieben und gelesen wie bei einem gewöhnlichen Speicher. Beim Suchvorgang kann ein Wort im Speicher aufgefunden werden, das mit einem im Eingangs-Ausgangsregister eingeschriebenen Wort übereinstimmt. Die Ziffernleitungen und die Wortleitungen in der Speichermatrix stellen gleichzeitig Schreib- und Leseleitungen dar.

Die in den Speicherzellen zur Speicherung der einzelnen Datenbits verwendeten Schaltungen sollen aus ökonomischen Gründen eine

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möglichst hohe Packungsdichte zulassen. Die Packungsdickte einerseits vom Leistungsverbrauch der einzelnen Zelle als, durch den in Verbindung mit der geometrischen Anordnung imd anderen Parametern die abzuführende Wärmeleistung festgelegt ist. Eine hohe Packungsdichte fordert daher eine geringe Verlustleistung. Weiterhin hängt die Packungsdichte von den Dimensionen der kleinsten noch praktisch herstellbaren Elemente ab. Diese Elemente können in den Grenzen der heutigen Technologie desto kleiner hergestellt werden, je einfacher sie sind. Die Schaltung einer einzelnen Speicherzelle soll daher im Aufbau möglichst einfach sein und aus einer Mindestzahl von Schaltungselementen bestehen. Speicher der hier interessierenden Art werden im allgemeinen als integrierte Halbleitervorrichtungen ausgeführt und es wird eine große Anzahl gleichartiger Schaltungen auf einem einzigen Kristall, z.B. aus Silizium, angeordnet. Da der Preis derartiger Vorrichtungen wesentlich von der durch sie beanspruchten Kristalloberfläche abhängt, ist es erwünscht, eine möglichst große Anzahl von Schaltungen auf einer gegebenen Fläche unterzubringen. Der Informationsinhalt von Speicherschaltungen der vorliegenden Art, die auf dem Prinzip des bistabilen Multivibrators beruhen, wird üblicherweise mit Differentialverstärkern ausgelesen. Dazu ist naturgemäß ein möglichst großes Lesestromverhältnis, d.M. Verhältnis des durch den leitenden Zweig zu dem durch den gesperrten Zweig des Multivibrators fließenden Stroms, erwünscht. Dieses Verhältnis ist begrenzt, weil die verwendeten Feldeffekttransistoren im gesperrten Zustand stets einen gewissen Leckstrom f führen. Durch besondere Ausbildung des Transistors kann der Leckstrom verkleinert werden. Dabei muß aber eine größere Gatekapazität in Kauf genommen werden, wodurch die Schreibgeschwindigkeit herabgesetzt wird, denn der Schreibvorgang bedingt ein Umladen dieser Kapazität. Beim Assoziativspeicher finden in vielen Anwendungen wesentlich mehr Lese- als Schreiboperationen statt, so daß ein relativ langsamer Schreibvorgang in Kauf genommen werden kann, wenn die Lese- und Suchgeschwindigkeit wesentlich höher ist.

Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, allgemei die oben-Docket SZ 969 008 10 9882/1662

genannten Nachteile zu beheben. So ist es insbesondere ein Zweck der Erfindung, eine Schaltung zu schaffen, die weniger elektrische Energie verbraucht als die bisher bekannten Schaltungen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, eine integrierte Speicherschaltung zu schaffen, die eine besonders geringe Halbleiteroberfläche beansprucht.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist eine Speicherschaltung, bei der im Schreibvorgang relativ kleine Kapazitäten umzuladen sind, die aber trotzdem ein hinreichend hohes Lesestromverhältnis aufweist.

Die obengenannten Ziele werden bei einer integrierten Halbleiterschaltung zur Speicherung von Daten in wenigstens einem Multivibratorkreis, dessen Zweige je aus einem Transistor und einem Arbeitswiderstand bestehen und Doppelanschlüsse einer Speichermatrix aufweisen, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Doppelanschlüsse an die den Transistoren abgewendeten Enden der Arbeitswiderstände führen.

Nachfolgend soll die Erfindung im einzelnen anhand von mittels der Zeichnungen zu erläuternden Beispielen dargelegt werden.

Von den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine herkömmliche.bistabile Multivibratorschaltung

zur Speicherung von Daten;

Fig. 2 eine praktische Anordnung der Schaltung gemäß

Fig. 1 auf der Oberfläche eines monolithischen Halbleiterkörpers;,

Fig. 3 eine bistabile Multivibratorschaltung zur Spei

cherung von Daten nach der Erfindung;

Fig. 4 eine praktische Anordnung der Schaltung gemäß

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Fig. 3 auf der Oberfläche eines monolithischen Halbleiterkörpers;

Fig. 5 eine weitere Anordnung der Schaltung gemäß

Fig. 3.

Funktionalspeicher sowie Assoziativspeicher für binäre Information benötigen wegen ihrer besonderen Funktionsweise pro Zelle drei stabile Speicherstellungen. Da dazu üblicherweise zwei bistabile Multivibratoren verwendet werden, stehen vier verschiedene Signalkombinationen pro Zelle zur Verfügung, von denen aber häufig nur drei verwendet werden. In manchen Speichern wird allerdings die vierte Stellung zur Fehlererkennung herangezogen. Für die nachfolgende Beschreibung genügt es, einen einzigen bistabilen Multivibrator, d.h. eine halbe Speicherzelle zu betrachten, da alle damit angestellten Überlegungen entsprechend auf die volle, aus zwei Multivibratoren bestehende Speicherzelle zutreffen .

Die in Abbildung 1 gezeigte Schaltung stellt einen bistabilen Multivibrator dar, der aus zwei Feldeffekttransistoren 2 und 12 mit Schottky-Gate besteht. Die Drainelektroden 3 und 13 der Transistoren führen zu den Arbeitswiderständen 1 und 11, die Sourceelektroden 5 und 15 sind mit Entkopplungsdioden 6 und 7 bzw. 16 und 17 verbunden, während die Gatekontakte 4 und 14 mit dem Drainanschluß des jeweils anderen Transistors 13 und 3 verbunden sind. Der Punkt 13, d.h. die Verbindung zwischen Drain eines Transistors und dessen Arbeitswiderstand sowie dem Gate des anderen Transistors ist mit der parasitären Kapazität 8 und dem parasitären Widerstand 9 belastet. Die Kapazität 8 wird zur Hauptsache durch 'den Gatekontakt 4 gebildet und der Widerstand 9 besteht hauptsächlich aus dem Diodenwiderstand des Gatekontaktes 4, der klein ist, wenn die Diode leitet und relativ groß, wenn sie sperrt.

Die verwendeten Transistoren bestehen aus einem hochohmigen

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Halbleiterkörper, auf den eine gutleitende, N-dotierte Kanalschicht aufgebracht ist, die zwei ohmsche Kontakte für Source und Drain sowie einen Schottky-Kontakt für das Gate trägt. Die Kanalschicht ist so dünn, daß die am Schottky-Kontakt naturgemäß existierende Kontaktspannung bereits zur Sperrung des Transistors ausreicht. Dieser Transistortyp wird z.B. in der Patentanmeldung. P 20 32 525.1 näher beschrieben.

Es sei zunächst angenommen, daß Transistor 2 leitend und Transistor 12 gesperrt ist. Positive Betriebsspannung wird von der normalerweise geerdeten Stromversorgungsleitung S zugeführt. Ein Strom fließt über Ärbeitswiderstand 1 durch Transistor 2_t durch Diode 7 zur negativ vorgespannten Wortleitung W. Da der Arbeitswiderstand zusammen mit dem Transistor und der nachfolgenden Diode einen Spannungsteiler bildet, ist die Spannung am Punkt 3 und somit am Gate 14 niedrig. Die Spannung am Punkt 13 dagegen ist höher. Auch über den Widerstand 11 fließt ein Strom, da die durch das Gate 4 gebildete Diode im hier betrachteten Zustand leitend ist.

Um die gespeicherte Information auszulesen, wird die Wortleitung W mit einem positiven Impuls beaufschlagt, worauf der über den Transistor 2 fließende Strom durch die Diode 6 an den zwischen die Ziffernleitungen Dl und D2 angeschlossenen Differentialverstärker fließen wird, der somit feststellt, welcher der beiden Transistoren 2 bzw. 12 gerade leitend ist.

Um Information in die Zelle einzuschreiben, wird die Wortleitung W mit einem positiven Impuls beaufschlagt. Soll durch den Einschreibevorgang bewirkt werden, daß Transistor 12 leitend und Transistor 2 gesperrt werden, so wird die Ziffernleitung Dl gleichzeitig mit einem positiven Impuls beaufschlagt. Dadurch wird der Strom in Transistor 2 unterbrochen, so daß die Drain-,spannung 3 ansteigt und damit Gate 14 öffnet.

Die Wortleitung W muß von Ziffernleitungen Dl und D2 entkoppelt Docket sz 969 008 10 9 8 8 2/1662'

sein. In der Schaltung der Fig. 1 sind zu diesem Zweck die Dioden 6, 7, 16 und 17 vorgesehen. Für gewisse Zwecke kann es aber vorteilhaft sein, zur Entkopplung anstelle der Dioden Transistoren zu benutzen» Das gilt sowohl für die vorstehend beschriebene als auch für die noch zu beschreibende Schaltung.

Zum Betrieb des Speichers mit hoher Geschwindigkeit ist es offensichtlich erforderlich, daß für möglichst rasche Ladung bzw. Entladung der Streukapazitäten gesorgt wird. Um genügende Stabilität des Speichers zu gewährleisten, müssen zudem die Leckwiderstände 9 und 19 genügend groß gemacht werden können.

In Fig. 2 ist eine mögliche Anordnung dieser Zelle in integrierter Ausführung auf der Oberfläche eines monolithischen Halbleiterkristalles dargestellt. Die Zelle ist hier mit einer großen Anzahl gleichartiger Zellen zu einer Matrix zusammengefaßt, deren Zeilen durch die Wortleitungen gebildet werden, während die Ziffernleitungen die Kolonnen bilden. Die Schaltung entspricht derjenigen in Fig. 1. Der Transistor 2 ist links von der Mitte und der Transistor 12 rechts von der Mitte erkennbar. In der Mitte des Transistors 2 liegt die Source 5, umschlossen vom Gate 4, das wiederum umschlossen ist vom Drain 3. Der Arbeitswiderstand 1 wird durch einen langgestreckten Teil freier Kristalloberfläche gebildet, der zwischen den Zweigen 26 und 27 des Isolationskontaktes eingeschlossen ist.

Der Isolationskontakt, der sich als langgestrecktes und weitverzweigtes Muster über die Kristalloberfläche erstreckt, ist ein Schottky-Kontakt, genau wie der Gate-Kontakt 4 bzw. 14. Da wie bereits festgestellt, die leitende Kanalschicht auf der Kristalloberfläche so dünn sein soll, daß allein die natürliche Kontaktspannung eines Schottky-Gates den Stromfluß völlig zu sperren vermag, genügt es also, einen solchen Kontakt aufzubringen, um zwei spannungsführende Punkte voneinander zu isolieren. In der vorliegenden Schaltung kann die Isolationsleitung außen auf ein besonderes Potential, z.B. auf Masse, gelegt werden. Jeder Tran-

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sistor ist von seiner Umgebung durch einen derartigen Schottky-Kontakt elektrisch isoliert. Eine öffnung im Schottky-Kontakt wird als Arbeitswiderstand ausgenützt, der durch den Flächenwiderstand der leitenden Kanalschicht und durch Länge und Breite der öffnung bestimmt ist. Er wird nötigenfalls in Mäanderform ausgeführt. Das obere Ende des Arbeitswiderstandes 1 bzw. 11 führt zum ohmschen Kontakt 23, der durch ein Fenster in der die Schaltung bedeckenden Isolationsschicht mit der auf dieser Isolationsschicht aufmetallisierten Stromversorgungsleitung S in Verbindung steht.

Die Ziffernleitung Dl bzw. D2 ist links bzw. rechts in der Schaltung zu erkennen. Sie liegt direkt auf dem Kristall auf und ist als ohmscher Kontakt ausgebildet. Rechts der Ziffernleitung D2 befindet sich ein langgestreckter Schottky-Kontakt 29, der diese Leitung von der danebenliegenden Ziffernleitung der nächsten Zellenkolonne isoliert. Der Ziffernleitung gegenüber steht etwa in der Mitte der Schaltung ein Schottky-Kontakt 24 bzw. 25, der zusammen mit der Ziffernleitung die Diode 6 bzw. 17 bildet. Der Schottky-Kontakt 24 bzw. 25 umschließt aber auch einen ohmschen Kontakt 21 bzw. 22, der wiederum durch ein in die die Schaltung bedeckende Isolationsschicht geätztes Fenster leitend mit der auf dieser Isolationsschicht befindlichen Wortleitung W in Verbindung steht. Vervollständigt wird die Schaltung schließlich durch die ebenfalls oberhalb der Isolationsschicht liegende»metallischen Verbindungen 20, die die Source 5 bzw. 15 jedes Transistors mit der gemeinsamen Anode der Dioden 24 bzw. 25 verbinden und die Kreuzverbindung von Gate 4 nach Drain 13 sowie Gate 14 nach Drain 3 herstellen. Eine weitere die Schaltung überkreuzende Wortleitung und eine weitere Stromversorgungsleitung dienen je der oberhalb bzw. unterhalb in derselben Kolonne angeordneten Zelle.

Bei der zuletzt beschriebenen Schaltung sind die beiden Transistoren des eine Speicherzelle bildenden Multivibrators elektrisch völlig getrennt. Auf,der Kristalloberfläche, in die die Transistoren integriert sind, liegt ein Isolationsteg 26 zwischen ihnen.

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Es ist einleuchtend, daß eine Platzersparnis erzielt werden kann, wenn es gelingt, eine Schaltung zu entwerfen, bei der die Transistoren wenigstens eine Elektrode gemeinsam haben. Eine derartige Schaltung soll nachfolgend anhand von Fig. 3 erläutert werden.

Die Schaltung nach Fig. 3 zeigt, ähnlich wie die nach Fig. 1, einen bistabilen Multivibrator, der als Zelle einer Speichermatrix geeignet ist. Im Unterschied zur Schaltung nach Fig. 1 findet hier die Signalentkopplung zwischen Wortleitung und den Ziffernleitungen nicht am kathodenseitigen Ende der Schaltung, sondern am anodenseitigen Ende statt. Die positive Betriebsspannung wird über die Wortleitung zugeführt, wogegen negatives Potential an der mit G bezeichneten, normalerweise geerdeten Leitung auftritt. Es sei angenommen, daß Transistor 32 sich in leitendem und Transistor 42 in gesperrtem Zustand befindet und daß diese Stellung der Schaltung abgefragt werden soll. Dazu werden die Wortleitung W mit einem negativen und beide Ziffernleitungen Dl und D2 je mit positiven Impulsen beaufschlagt. Der Betriebsstrom für Transistor 32 fließt dann über Arbeitswiderstand 31 und Diode 36 aus der Leitung Dl, wogegen aus der Leitung D2 über Diode 46 und Arbeitswiderstand 41 lediglich der Leckstrom von Gate 34 fließt, für welchen Verlust der Widerstand 39 angedeutet ist. Der Umstand, daß die Ziffernleitung Dl Strom führt, während die Ziffernleitung D2 im wesentlichen stromfrei ist", wird mittels eines Differentialverstärkers festgestellt.

Soll in die Schaltung eine Information eingeschrieben werden, die dem leitenden Zustand des Transistors 42 und dem gesperrten Zustand des Transistors 32 entspricht, so wird wiederum die Wortleitung mit einem negativen Impuls versehen. Die Ziffernleitung Dl bleibt zunächst eingeschaltet, während die Ziffernleitung D2 einen negativen Impuls erhält. Der Reststrom in Transistor 42 ist unterbrochen. Die Drainspannung in Punkt 42 sinkt nach Maßgabe der Zeitkonstanten des Widerstandes 39 und der Kapazität 38. Gleichzeitig wird Transistor 32 gesperrt. Damit steigt die Drainspannung im Punkt 33, da die Kapazität 48 durch einen Strom

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von der Ziffernleitung Dl über die Diode 36 und den Lastwiderstand 31 aufgeladen werden kann. Endet der negative Impuls auf Leitung Dl und kehrt gleichzeitig die Betriebsspannung auf Leitung W zurück, so bewirkt die geladene Kapazität 48.,. daß Transistor 42 Strom führt. Diese Vorgänge sind von den mit Bezug auf die Schaltung von Fig. 1 beschriebenen insofern verschieden, als hier der zu sperrende Transistor nicht über den Drainstrom, sondern über seine Gatespannung abgeschaltet wird.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung der Schaltung nach Fig. 3 auf der Oberfläche eines Halbleiterkristalles. Die Anordnung ist für vergleichbare Betriebsdaten ausgelegt und im selben Maßstab wie die Anordnung in Fig. 2 gezeichnet. Es fällt sofort auf, daß diese Schaltung wesentlich weniger Kristalloberfläche beansprucht als die in Fig. 2 dargestellte Anordnung der Schaltung gemäß Fig. 1. In der Mitte der Fig. 4 ist ein ohmscher Kontakt als gemeinsame Source 35 und 45 für die Transistoren 32 und 42 angeordnet. Der ohmsehe Sourcekontakt ist von zwei streifenförmigen Schottky-Kontakten umgeben, die das Gate 34 und das Gate 44 bilden. Außerhalb der Gatekontakte liegen die ohmschen Drainkontakte 33 bzw. 43, die über aufmetallisierte Stege 50 und 51 jeweils mit dem Gate des anderen Transistors verbunden sind. Die Gatestreifen 34 und 44 sind dabei mäanderartig angeordnet, so daß nur ein kleiner Verluststrom vom Source- zum Drainkontakt unter Umgehung des Gatekontaktes gelangen kann. Zur Isolation gegenüber der Außenwelt sind die beiden Transistoren umgeben von einem rahmenförmigen Schottky-Kontakt 52 sowie einem rechteckigen Feld 53, das aber mit dem Isolierrahmen zusammen zwei Durchlässe bildet, in denen die leitende Halbleiteroberflächenschicht die Arbeitswiderstände 31 und 41 bildet. Die Arbeitswiderstände enden bei den ohmschen Kontaktflächen 54 und 55, die die Kathoden für je zwei Dioden bilden. Die Diode 36 wird durch die aufmetallisierte Ziffernleitung Dl, welche auf dem Halbleiterkristall einen Schottky-Kontakt erzeugt, sowie das ohmsehe Kontaktfeld 54 gebildet. Die •Diode 37 wird durch den Schottky-Kontakt 56, der mit der Worleitung W in leitender Verbindung steht, und das Feld 54 gebildet.

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Der Kontakt 56 bildet mit dem Feld 55 die Diode 47 und die Ziffernleitung D2 bildet mit dem Feld 55 die Diode 46. Außerhalb der beiden Ziffernleitungen ist je eine Schottky-Isolierleitung 57 sowie 58 geführt und außerhalb dieser Leitungen wiederum sind die Ziffernleitungen für weitere in derselben Matrixzeile angeordnete Zellen angedeutet. Die isolierenden Schottky-Kontakte 57, 58, 52 und 53 sind durch in die die Schaltung bedeckende Isolierschicht eingeätzte Fenster mit der geerdeten Leitung G, die auf dieser Isolierschicht angebracht ist, verbunden. Ebenfalls auf der Isolierschicht angebracht und durch ein Fenster derselben mit der Schaltung verbunden sind die Wortleitung W sowie die metallischen überbrückungen 50 und 51.

Die Schaltungsanordnungen, die bisher mit Bezug auf die Fig. 2 sowie 4 beschrieben wurden, basieren auf der Verwendung eines sehr hochohmigen Halbleitersubstrates, das eine N-dotierte Schicht trägt, die däe Kanalzone der Feldeffekttransistoren bildet. Die Schicht erstreckt sich hierbei über die gesamte Oberfläche des Substrates, um unerwünschte elektrische Verbindungen zu vermeiden, sind mehrfach Schottky-Isolationskontakte eingebracht, z.B. 27 und 28 in Fig. 2, sowie 52, 53, 57 und 58 in Fig. 4. Diese Kontakte erzeugen in der darunterliegenden hochleitenden Halbleiterschicht eine Verarmungszone, die isolierend wirkt. Da eine gewisse kleinste Linienbreite solcher Kontakte, die sich mit genügender Sicherheit herstellen läßt, nicht unterschritten werden kann, beanspruchen die Isolierkontakte einen Teil der für die Speicherzelle benötigten Halbleiteroberfläche. Im Bestreben, die pro Zelle benötigte Halbleiteroberfläche so klein wie möglich zu halten, ist es von Vorteil, wenn Isolierkontakte eingespart werden können. An sich benötigen solche Kontakte bei der Herstellung keinen zusätzlichen Aufwand, da sämtliche Kontakte gleicher Art in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden und es nicht darauf ankommt, ob es sich dabei um eine größere oder kleinere Anzahl handelt. Der Umstand wirkt sich jedoch auf die Pakkungsdichte aus. Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel beschrieben werden, das ohne Isolierkontakte auf der Halbleiter-

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Oberfläche auskommt und daher einen noch geringeren Platzbedarf aufweist.

Die Schaltung der Anordnung gemäß Fig. 5 entspricht in ihren elektrischen Eigenschaften völlig der Schaltung der Anordnung gemäß Fig. 4. Sie ist jedoch auf einem Substrat hergestellt, dessen Oberfläche nur in gewissen ausgewählten Bereichen von einer, leitenden Halbleiterschicht bedeckt ist. Um das zu erreichen, sind zahlreiche Herstellungsverfahren bekannt. Beispielsweise kann die leitende Halbleiterschicht an den Stellen, wo sie unerwünscht ist, weggeätzt werden. Oder es ist möglich, die Schicht durch selektive Epitaxie nur an den Stellen anzubringen, wo sie erwünscht ist. Da bei den beiden soeben genannten Möglichkeiten Unebenheiten auf der Kristalloberfläche entstehen, kann es von Vorteil sein, zunächst in die Oberfläche eines hochohmigen Halbleiters an den Stellen, wo eine leitende Schicht erwünscht ist, Vertiefungen einzuätzen, die dann epitaktisch mit hochleitendem Material ausgefüllt werden. Mit der heute zur Verfügung stehenden Technik deß Ioneneinpflanzung in Halbleitermaterial ist es auch möglich, gewisse Gebiete einer hochohmigen Halbleiteroberfläche so zu behandeln, daß sie bis zur gewünschten Materialtiefe leitend dotiert werden. Alle diese Verfahren sind bereits bekannt und brauchen deshalb hier nicht näher beschrieben zu werden.

In der Fig. 5 ist die Speicherzelle nach der Schaltung der Fig.3 zwischen den beiden Ziffernleitungen Dl und D2 eingebaut. Der gemeinsame Sourcekontakt 65 für beide Transistoren erstreckt sich im wesentlichen parallel zu den Ziffernleitungen in der Mitte der Abbildung. Er ist durch eine Öffnung in der die Schaltung bedeckenden Oxydschicht mit der gemeinsamen Rückführungslextung G verbunden. Von dem ohmschen Kontakt 65 aus erstrecken sich nach links der Transistor 62 und nach rechts der Transistor 72. Der Transistor 62 hat den Schottky-Gatekontakt 64 und den ohmschen Drainkontakt 63. Der Transistor 72 hat den Schottky-Gatekontakt 74 und den ohmschen Drainkontakt 73. Unterhalb dieser beiden Transistoren erstreckt sich im Kristall die leitende Zone

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70. Das untere Ende des Drainkontakts 63 ist durch eine metallisierte Brücke mit dem Gate 74 verbunden. Das obere Ende des Drainkontaktes 73 ist durch eine metallisierte Brücke mit dem Gate verbunden. Vom oberen Ende des Drainkontaktes 63 an erstreckt sich in Form einer schmalen leitenden Zone der Arbeitswiderstand 61. Ebenso erstreckt sich der Arbeitswiderstand 71 vom oberen Ende des Drainkontaktes 73 aus. Die Arbeitswiderstände führen zu den Zonen 66 bzw. 76, die je einen eine Diode bildenden Schottky-Kontakt tragen, der durch je eine öffnung in der bedekkenden Oxydschicht mit der Wortleitung W in Verbindung steht. Die leitenden Zonen 70 verbinden außerdem den Arbeitswiderstand mit den Dioden 67 bzw. 77, die mit der Bitleitung Dl bzw. D2 in Verbindung stehen.

Geht man von der realistischen Annahme aus, daß in allen drei zuvor beschriebenen Ausführungen der vorliegenden Speicherschaltung die Breite des Gatekontakts sowie der Abstand zwischen den verschiedenen Kontakten 1 ym beträgt, so läßt sich der von den verschiedenen Anordnungen beanspruchte Anteil der Kristalloberfläche auf dem Halbleitersubstrat vergleichen, wenn man voraussetzt, daß die wirksame Länge der Gatekontakte bei allen Anordnungen dieselbe ist. Unter diesen Bedingungen benötigt die Anordnung nach Fig. 2 pro Speicherzelle eine Kristalloberfläche

»von 48 μΐη χ 34 μη = 1630 ym . Die Anordnung nach Fig. 4 hinge-2
gen benötigt 26 um χ 34 um = 885 um . Die Anordnung gemäß Fig.

2 jedoch benötigt lediglich 18 pm χ 30 um =540 \xm , d.h. sie

• kommt mit etwa dem dritten Teil der Kristalloberfläche aus, welche die Anordnung gemäß Fig* 2 benötigt. Der Fig. 2 liegt die Schaltung nach Fig. 1 zugrunde, wohingegen den Figuren 4 und 5 die Schaltung nach Fig. 3 zugrunde liegt. Die Anordnung nach Fig. 5 wiederum unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. durch die Verwendung einer Technik, welche nur in gewissen Gebieten der Halbleiteroberfläche eine leitende Schicht erzeugt. Dadurch werden die Isolations-Schottky-Kontakte, die in Fig. 4 einen Teil der Fläche benötigen, eingespart. In Fig. 2 sind ebenfalls solche Isolations-Schottky-Kontakte vorhanden, die bei

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Verwendung der der Fig. 5 zugrundeliegenden Technik eingespart werden könnten. Die Möglichkeiten der Anordnung einer Schaltung nach Fig. 1 ist aber so ungünstig, daß durch Einsparung dieser Kontakte nicht sehr viel Halbleiteroberflächengebiet eingespart werden könnte. Offensichtlich rührt der größere Teil der Flächenersparnis von der verbesserten Schaltung her, die es erlaubt, für beide Transistoren der Speicherzelle einen gemeinsamen Sourcekontakt zu verwenden.

Es ist für den Fachmann klar, daß für die angegebene Schaltung zahlreiche andere Anordnungen möglich sind, die ähnlich günstige Resultate erbringen. Auch können andere als die angegebenen Verfahren zu ihrer Herstellung verwendet werden und schließlich ist die Verwendung anderer als der angegebenen Halbleitermaterialien zur Durchführung der Erfindung möglich.

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Claims (1)

1. - 14 PATENTANSPRÜCHE

   Integrierte Halbleiterschaltung zur Speicherung von Daten in wenigstens einem Multivibratorkreis, dessen Zweige aus je einem Transistor und einem Arbeitswiderstand bestehen und Doppelanschlüsse für die Koordinatenleitungen einer Speichermatrix aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelanschlüsse an die den Transistoren abgewendeten Enden der Arbeitswiderstände führen.

   Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren Feldeffekttransistoren sind und einen gemeinsamen Sourcekontakt aufweisen.

   3. Integrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatekontakte der Transistoren so ausgebildet sind, daß im wesentlichen kein Strom im Transistor fließt, wenn das Gate auf Sourcepotential liegt.

   4. Integrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des schwach leitenden Substrates mit einer gut leitenden Halbleiterschicht im wesentlichen ganz bedeckt ist und daß zur

   W gegenseitigen Isolation spannungsführender Gebiete sperrende Zonen zwischen diesen vorgesehen sind (Fig. 2, Fig. 4).

   5. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sperrenden Zonen in der gut leitenden Halbleiterschicht durch aufgelegte Schottky-Kontakte erzeugt werden.

   ι 6. Integrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche ,' 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des schwach leitenden Substrates mit einer gut leitenden Halbleiterschicht selektiv nur an den Stellen versehen ist, an

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   denen aktiv oder passiv wirksame Schaltelemente angeordnet sind (Fig. 5).

   7. Integrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeffekttransistoren Gatekontakte mit Schottky-Barriere haben.

   8. Integrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7_r dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelanschlüsse für die Koordinatenleitungen durch Dioden entkoppelt sind.

   9. Integrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelanschlüsse für die Koordinatenleitungen durch Transistoren entkoppelt sind.

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