Brevet FR2026994A1 — publié le 19700925

La présente invention concerne Isa dispositifs d ' aqp*agaainag« dslr,forpw-tiens qui utilisait une Irradiation par faisceau électronique de transistors à effet de champ et à porta isolée pour réaliser l'spwwgasirHsge d'informations® Plus particulièrement* elle concerne un procédé et un dispositif pour écrire de façon alternative des "uns" et des "zéros" dans un transistor à effet de champ) è porte isolée en irradiant sa porte isolée par un faisceau électronique. L'invention concerne aussi un procédé et un dispositif pour lire 1Binformation emmagasinée en 1"absence d°irradiation. Le procédé et le dispositif décrits permettent de réaliser une écriture à grande vitesse dans un montage ayant une densité de bits élevée et une mémoire permanente à laquelle on peut accéder électroniquement et qui peut aussi être modifiée électroniquementa Les dispositifs qui permettent d8emmagasiner de 1"énergie électrique seus diverses fermes sont déjà connus depuis un certain nombre dBannéesD y compris las montages qui sont constitués de dispositifs è effet de-champ ou parties de ces dispositifs comme éléments d'emmagasinage. L "utilisation de l°irredie= tî.er: par faisceau* électroniques de 1 "isolant dans la région de la perte du transistor & effet de champ est aussi connue depuis un certain rostre d°années. On sait que le bombardement ou 1"irradiation par électrons* produit des ellsaitge-merits dans Foxyde ee à S "interface oxyde-semiconducteur* ce qui peraet dans des ceTteltieRB de tension appropriées d"augmenter la conductlviti du canal du dispositifc Ce phénomène a été- utilisé de façon avantageuse dans un montage de Part antérieur dans lequel une partie de 1 "isolant de la porte d08jm transistor è effet de e!wp npn a été irradiée an appliquant une tenaient pésitive peur ishapger le conductivité de cette partie. Cette action indique 1"écriture m l'emmagasinage d°un "un" dans l'isolant de le porte® Pour écrire un œ^ir®"0 une autre partie analogue n°est pas irradiée0 Pour réaliser la lecture d'ans un tel montages 1°irradiation ou le bombardement par électrons est aussi ni= eessaireo Ainsipeur lire "un"» une partie adjacente i la partie initialement " irradiée est bombardée changeant le oonduetivité de cette partieQ en effet le bembgrdlement fam® un circuit de conduetivité élevée entre la loyro® ®t le du transistor i effet de champ. Le eonduetiviti du'circuit résultent "est dêterr«iifiée et un "un" est détecté. Pour lire un "zéro"® une partie ijmsi-d-iatansent adjacente è la partie qui n°est pas irradiée précéderaient est be!®= bordée. La eanduetivitê de la partie bombardée est naturellement augmentée œais 35 cette partie associée à la partie non irradiée et par suite la partis de faible oonduetivité présentent une résistance élevée. A la détection ou reeherche de sa conductlvité, une résistance élevée est détectée et un "zéro" est lu. D'après ce qui précédé, il est clair que pour écrire et lire dans un tel dispositif, le bombardement par électrons est nécessaire, ce qui nécessite le 40 maintien des conditions de vide à chaque instant. De mSms, bien qu'un faisceau BAD ORfGlNAL 69 40268 2 2026994 40 d"électrons puisse itr# te)«l«yé très rapidement* la lecture de l'information l se fait en série wlK» si 1°accès n9est pas séquentiel, En effet dans l'art an- • t#rieur0 il faut écrire d8«utrss. informations peur déterminer si un "un" ou un "zéro* est prisent et bien' tel dispositif puisse ffcre utilisé campm «Bétueirg permanente? sep Mtiïisatien est limitée à une utilisation dans le vide. D°autres œiéreeires permanentes de l°art antérieur,, qui ne nécessite pas d'Ctre utilisée dans le vide présentent 1"inconvénient que l'écriture de l'infersw- tien-se fait par une ©péreti@n Électromécanique qui en réalité supprime une ' , ! eeme^i@n eenduetriee pe&SF randre un eireuit non cenducteur ce qui représente j uw w%ém" les«^ue ee eiresait pariteulier est interrogés La modification de l8 infensetien emmagasinée de eette manièrep présente aussi un problème puisque 5® resstewat&en des dmait# interrompue par un procédé Mécanique nDest pas siapleo Ce type de mÉaeire présente cependant 1 "avantage que les dispositifs $S°eipiegesâm@ge peuvent être des siMplen résistances ou des transistors 4 effet de efwap (utilisés coup» résistance0 0°apris ee qui précédé? on peut veir eae les divers dispositifs de l'art antérieur ©mt elaseura des avantages epe ne possèdent pas les autres Toute teck-nique qui permet de -détemslner les avantages sans retrouver les inconvénients eesT8»p«ïRi«Dts'tress^ere-tri» wifce une utilisation dans les péweiresç 0j$ ne cae* -, natt pmm ectoeîlsisent dé s^stène® qui permettent d°écrire de façon affirmative \ des "wi" et d®s "gire®53 en ustiMssnt des transistors à "effet de charap bombardés ! j pas? êleetrens et dont le Jeetaupe y» nécessite pas d'irradiation par électronsa i -Le présidé de la précepte invention ©«prend les étapes qui consistent ! 5 i Irradier M rigieiw de la peirts iselle dDun transistor à.effet de champ è por- | te iselëe appelée par la suite FIT et i lui appliquer simultanément des poten- , t&eli.qpi etenieRt in feçen riversiMe §m §@uiî peur le faire passer à des cenditisns représentants soit un "un "s seit »•"géra®0 Etant donné que l'on atteint une eenditien Bgér©" affirmative et p®nroanentep on peut réaliser le en.appliquant des potentiels appropriés ®n 1"absence d°irradiation« e@B!PBffiidlamit le ©auil du translater i effet de ehaemp-o il est commuté i sa con-b geuil haut eu bs®0 en d°®utres ter«es0 la suppression de potentiels appliqué» ne ranin® pas les trensistiars à effet de eSwp è la condition qu'ils prieidawent ©vent que les p®t®ntiel§ ®@&ent appliquéss Ainsi„ un tran-à gffet de eharaipc en effets n°a pas d°itat de repos lorsqu'il est bombardé par dgi lleetreng par le fait qu0un® fois qu'il est excité,, il conserve cet itat sans œraejwaatien de puissance jusqu0! ce qu'il soit commuté à un autre état permanento Le dispositif de la présente invention comprend un élément d'emmagasinage constitué d°un transistor à effet de champ ayant une porte isolée, un moyen pour bombarder la porte isolée par un faisceau d'électrons et un moyen pour BAD ORIGINAL 69 5 10 15 20 25 30 35 40 40268 3 2026994 appliquer simultanément des potentiels au transistor à effet de champ pour le mettre dans un de deux états permanents possibles, un état représentant un "un binaire" et l'autre un "zéro binaire". De même un moyen est connecté au transistor à effet de champ pour lire et détecter les états de ce transistor. Plus particulièrement dans le procédé de la présente invention, on applique dBS potentiels particuliers aux bornes de transistors à effet de champ pnp et npn. Suivant le type de dispositif, npn ou pnp, les mêmes changements qui provoquent une augmentation du seuil d'un type de dispositif provoquent une diminution du seuil de l'autre. Les aspects particuliers du dispositif de la présente invention comprennent une cellule de mémoire et un dispositif sous vide pour envoyer un faisceau électronique ayant un écran amovible. L'écran contient plusieurs substrats semiconducteurs contenant chacun, un ensemble de cellules de mémoire dans lesquelles on peut écrire l'information, en appliquant simultanément le potentiel correct et une irradiation par faisceaux électroniques. Ces ensembles de mémoires peuvent être amenés à fonctionner dans l'atmosphère comme mémoire permanente puisque l'irradiation n'est pas nécessaire pendant la lecture. Le procédé de la présente invention permet d'écrire de façon affirmative des "uns" et des "zéros" binaires et élimine l'utilisation du bombardement par électron pendant la lecture. Le dispositif de l'invention est aussi simple que les cellules de mémoire connues et le conditionnement du transistor à effet de champ unique, qui constitue la cellule, est plus simple que celui nécessaire lorsque les connexions doivent être interrompues par un procédé mécanique. L'ensemble de mémoire permanente de la présente invention ne nécessite pas de conditionnement mécanique et les changements dans les conditions de la cellule de mémoire peuvent être réalisés électroniquement. Par conséquent, un objet de cette invention est de trouver un procédé pour écrire de façon affirmative des "uns" et des "zéros" binaires en irradiant le transistor à effet de champ et un procédé de lecture qui ne nécessite pas d'irradiation. Un autre objet de l'invention est de trouver un procédé d'écriture dans un transistor à effet de champ bombardé par électrons dans lequel le seuil du transistor est augmenté ou réduit de manière réversible. Un autre objet de l'invention est de réaliser une cellule de mémoire dans laquelle aucune puissance n'est consommée autrement que pendant l'application des tensions en impulsion pour la lecture ou l'écriture. Un autre objet de l'invention est de réaliser un ensemble de mémoire dans lequel chaque cellule de mémoire est constituée par un transistor à effet de champ, ce qui permet de réaliser un tel ensemble en utilisant les techniques des circuits intégrés. 69 40268 4 2026994 Df autres objets caractéristiques et avantages de la présente invention rassortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1a représente schématiquement un transistor à effet de champ 5 npn ou à canal n ayant une porte isolée. La figure 1b représente un tableau indiquant l'effet de l'application de divers potentiels à la source, au drain et à la porte sur la condition du canal, la charge de l'oxyde et le seuil du dispositif de la figure 1a lorsqu'on irradie la porte isolée. 10 La figure 1c représente un diagramme schématique de transistors è effet de champ analogues à celui représenté sur la figure 1a, sauf que es transistor est du type pnp ou à canal p. La figure 1d représente un tableau analogue à celui de la figure 1b indiquant las modifications de la condition du canal, la charge de l'oxyde et le 15 seuil du ranslstor à effet de champ de la figure 1c pour les mSmes potentiels appliqués. La figure 2a représente un schéma d'une cellule de mémoire qui n'utilise de la puissance que pendant les opérations de lecture et d'écriture. La figure 2b représente les impulsions qui peuvent être appliquées aux 20 électrodes de la cellule représentée sur la figure 2a pendant l'écriture at la lecture de "uns" et de "zéros" binaires. La condition en service ou hor3 service d'un faisceau d'électron est aussi représentée. La figure 2c représente une autre configuration d'impulsions qui peut 8tre appliquée à la cellule de mémoire représentée sur la figure 2a. 25 La figure 2d représente encore une autre configuration d'impulsions qui . peut être appliquée à la cellule de mémoire représentée sur la figure 2a. La figure 3 représente un bloc diagramme partiel schématique d'un ensemble de cellules de mémoire montées sur un bloc semiconducteur. La figure 4a représente en coupe les dispositifs pour le bombardement par 30 faisceaux d'électrons qui comprend un écran plat amobile ayant des Évidsments dans lesquels sont placés des substrats semiconducteurs contenant des ensembles de cellules pour une opération d'écriture. La figure 4b représente l'écran suivant une coupe faite le long de la ligne 4b-4b de la figure 4a montrant la disposition des substrats semlconduc-35 teurs sur l'écran amovible. Sur la figure 1a, est représenté un transistor à effet de champ à porte isolée 1 du type npn ou à canal n. Ces transistors 1 comprennent un substrat semiconducteur 2 de conductivité p dans lequel sont diffusés une source et un drain 3 et 4 respectivement de conductivité n. Une porte 5 généralement en a-40 lumiMmm au; autre matériau conducteur est représentée séparée du substrat 2 69 40268 5 2026994 . I par uns couche isolante 6 généralement du dioxyde de silicium ou autre matériau isolant approprié. Les connexions électriques sont représentées partant de la source 3 du drain 4 et de la porte 5. Chacune de ces connexions est couplé à une source de potentiel et est Indiquée en V , V. et V , pour les potentiels Su g 5 de source, de drain et de porte respectivement. Sur la figure 1a, une flèche 7 symbolisant le faisceau d'électron est représentée en direction de la porte 5. La flèche 7 veut montrer que la porte 5 est bombardée par les électrons pour emmagasiner ou supprimer une charge positive fixé dans l'Isolant 6 au voisinage de l'Interface isolant-semiconducteur. Cet effet est bien connu et a été 10 décrit dans l'art antérieur. On va maintenant se référer à la figure 1b et à la figure 1aj sur la figure 1b est représenté un tableau dans lequel, sous une en-t6te "Valeur relative des tensions appliquées aux transistors à effet de champ", deux conditions A et B sont décrites. L'effet de l'application de ces tensions à un transistor 15 à effet de champ à canal n en ce qui concerne la condition du canal, la condition de la charge d'oxyde et la tension de seuil, sont représentées sur la figura 1b dans les colonnes correspondantes. Les conditions inscrites dans les tableaux, résultent des conditions de tension sur les diverses bornes du transistor à effet de champ 1 de la figure.1a lorsque la porte 5 est irradiée par 20 un faisceau d'électrons. Ainsi, pour la condition A sur la figure 1b, qui indi«»;'; que que la tension Vg sur la porte 5 est moins positive que la tension sur la source 3 ou le drain 4, Vg et V^, respectivement, la charge de l'oxyde effective devient plus négative, la tension de seuil devient plus positive ét le transistor à effet de champ passe dans un état de faible conduction. Par la 25 suite, cet état est appelé condition "canal bloqué", bien que le canal ne puisse fitre totalement bloqué ou éliminé pour toutes les combinaisons des tensions appliquées. On doit noter que, tant que Vg est moins positive que \tg ou V^, les canaux du transistor à effet de champ 1 est effectivement bloqué et la tension de seuil nécessaire pour rendre le transistor à effet de champ conduc-3Q teur est augmentée (une tension plus positive est nécessaire dans le cas décrit pour rendre le canal conducteur). La condition bloquée du canal du transistor à effet de champ 1 est permanente mSme si le faisceau d'électrons a été supprimé et l'application d'autres potentiels en l'absence d'irradiation par faisceaux - d'électrons n'affectera pas la condition du canal du transistor à effet de chanp 35 1. Pour la condition B sur la figure 1b, la tension sur la porte 5, V^, est plus positive que la tension sur la source 3 et le drain 4, Vg et V^, respectivement. Dans ces conditions et lorsqu'on irradie la porte 5 avec des électrons, la condition de charge effective de l'oxyde devient plus positive, la tension 40 de seuil devient plus négative et le transistor à effet de champ passe dans 69 40268 2026994 un état de conduction éleyée, Cet état est ensuite appelé condition "canal conducteur", bien que le candi ne puisse être en réalité rendu conducteur ou présent pour toutes les combinaisons des tensions appliquées, Tant que V est plus E positive que V- et V^, le canal du transistor à effet de champ 1 est effective-5 ment ouvert et la tension de seuil V^. nécessaire pour rendre le transistor à effet de champ 1 conducteur est réduite. (Une tension moins positive est nécessaire dans le cas décrit pour rendre conducteur le canal). De marne que pour la condition bloquée, la condition canal conducteur est permanente et elle est écrite de façon affirmative par l'application du faisceau d'électron et des 10 tensions appropriées. Ainsi, la figure 1b montre les conditions nécessaires pour écrire de façon affirmative un "un" et un "zéro" dans une cellule de mémoire en utilisant un faisceau d'électrons dans les deux cas. Sur la figure 1c, est représenté un transistor à effet de champ 1 analogue au dispositif représenté sur la figure 1a, sauf que ce transistor est un 15 dispositif pnp ou à canal p. Les parties correspondantes du transistor è effet de champ 1 sur les figures 1a et 1c portent les mômes références. La figure 1d représente un tableau analoque à celui représenté sur la figure 1b, sauf que les conditions du canal et les conditions de tensions darti la colonne ayant l'en-ttte "Valeur respective des tensions appliquées" ne sont pas iden-20 tiques aux conditions de tension de la figure 1b. Ainsi, la figure 1d dans la colonne "Valeurs relatives deB tension? représente deux conditions : V est moins S positive que Vg et V^ et V " est plus positive que Vg ou V^, conditions appelées C et B respectivement. En utilisant les tensions de la condition C sur la figure 1d, la charge de l'oxyde devient plus négative, et le canal dévient conduc-25 teur. (Une tension moins négative sera nécessaire dans le as décrit, pour ren-- dre le canal conducteur). En utilisant les tensions de la condition □ sur la figure 1d, la charge de l'oxyde devient plus positive, la tension de seuil Vt devient plus négative et le canal devient bloqué (une tension plus négative sera nécessaire dans le 30 cas décrit pour rendre le canal conducteur). D'après ce qui précède, on peut voir que l'on a établi toutes les conditions de tension possibles pour un transistor à effet de champ qui, avec l'application d'un faisceau d'électrons, permettent d'écrire de façon affirmative des "uns" et des "zéros" binaires en commandant l'état conducteur et bloqué 35 du transistor à effet de champ. On doit se souvenir que dans l'art antérieur, jusqu'à la présente invention, on avait simplement suggéré que la conduction d'une partie d'une porte peut être augmentée ce qui indique une condition "un" binaire. L'écriture affirmative d'un "zéro" binaire n'était pas connue, mais l'expédient de la non i 40 irradiation est utilisé pour permettre à une partie de la région de la porte 69 40268 7 £026994 de rester dans une condition très non conductrice. En utilisant la technique de l'art antérieur qui consiste à irradier une seule partie de la région de la porte, il faut nécessairement une irradiation pendant la lecture. La présente invention, comme on le verra par la suite, évite d'avoir à réaliser une 5 irradiation car on peut écrire affirmativement un zéro binaire dans un transistor à effet de champ. Sur la figure 2a, est représentée une cellule de mémoire comprenant un seul transistor à effet de champ connecté à un certain nombre de sources d'impulsions, et qui peut emmagasiner des "uns" et "zéros" binaires suivant les 10 configurations d'impulsions appliquées à ses bornes. Sur la figure 2a, les m§mes numéros de référence que sur la figure 1a ont été appliqués aux parties correspondantes du transistor à effet de champ. Le transistor à effBt de champ 1 est représenté sur la figure 2a, sa porte 5 et son drain 4 étant connectés aux sources d'impulsions 8 et 9 respectivement. 15 La source 3 du transistor à effet de champ 1 est connectée soit à une source d'impulsions 10, soit à la masse 11 par l'intermédiaire d'un commutateur 12. Lb commutateur 12 est représenté schématiquement mais ce peut être un commutateur électronique bien connu de l'homme de l'art. Le commutateur 12 est normalement relié à la masse et, comme on le verra par la suite, ne doit être ac-20 tionné que lorsqu'on veut remplir la condition que la tension sur la porte d'un transistor à effet de champ, soit moins positive que la tension sur la sour-cb Vg ou sur le drain V^. Une boucle 13 représentée couplée à la ligne de mots 14 est connectée à l'amplificateur de détection 15 pour détecter le courant dans la ligne de bits 14. L'amplificateur de détection 15 peut être réglé de 25 façon qu'il soit en service uniquement pendant le cycle de lBcture grâce à un moyen de déclenchement ou autre. La ligne de mots dans le montage de la figure 2a est connectée entre la source 8 et la porte 5 et est appelée 16. En fonctionnement la cellule de mémoire de la figure 2a peut être excitée par l'application d'une des configurations d'impulsions représentées sur les 30 figures 2b-2d. Le bombardement par faisceaux d'électrons est nécessaire pendant une opération d'écriture, mais aucun bombardement n'est nécessaire pendant une opération de lecture. Ainsi, en utilisant la configuration d'impulsions de la figure 2b, pour écrire un "un" binaire, une impulsion d'amplitude V(J est appliquée à partir de la source 8 par l'intermédiaire de la ligne de mots 16 35 à la porte 5 du transistor à effet de champ 1. Cette tension est représentée par l'impulsion 17 sur la figure 2b. En même temps que l'application de l'impulsion 17, une variation de tension est appliquée à partir de la source 9 par l'intermédiaire de la ligne de bits 14 au drain 4 du transistor à effet de champ 1. Cette variation de tension est une chute de tension de à zéro. Ceci 40 est représenté par l'impulsion 18 sur la figure 2b. Le commutateur 12 de la 69 40268 8 .2026994 figure 2a connecte la source 3 du transistor à effet de champ 1 à la masse 11, La tension est inférieure à V2. Dans le cas décrit pour un transistor npn les tensions seront conformes à celles de la condition B de la figure 1b, c'est-à-dire V est plus positive que V et V., et le canal du transistor à effet S S Q _ . 5 de champ 1 est dans la condition canal conducteur. Cette condition implique qu'un "un" binaire a été écrit tandis que la condition canal bloqué indique qu'un "zéro" binaire a été écrit. Ainsi, sur la figure 2a, la valeur de la tension de seuil positive nécessaire pour rendre le transistor à effet de champ 1 conducteur est réduite, et une fols que ceci est réalisé, la condition du 10 transistor est permanente. L'étape d'écriture que l'on vient de décrire a lieu pendant que la porte 5 du transistor à effet de champ est Irradiée par un faisceau d'électrons 7 et elle est représentée par l'impulsion 1S sur la figure 2b. Pour écrire un "zéro" binaire dans le montage de la figure 2a, la ligne 15 de bits 14 est maintenue à la tension tandis que la porte 5 reçoit une impulsion correspondant à la tension provenant de la source 8 par l'intermédiaire de la ligne de mots 16. Cette dernière tension est représentée par l'impulsion 20 sur la figure 2b. Avec une tension sur le dral'n 4, une tension sur la porte 5 et une tension nulle sur la porte 3, le transistor à effet 20 de champ remplit les conditions A de la figure 1b et le canal du transistor à effet de champ 1 est dans la condition canal bloqué et un "zéro" binaire est écrit. Dans ce cas, il faudra une tension positive très grande pour rendre le transistor à effet de champ 1 conducteur. Naturellement, la porte 5 est soumise à un bombardement d'électrons. Ceci est représenté par l'impulsion 21 sur 25 la figure 2. Dans le cas décrit, pour un transistor npn, les tensions appliquées au transistor à effet de champ 1 seront conformes à la condition A représentée sur la figure 1b, c'est-à-dire V est moins positive que V ou V. et le canal S Q du transistor à effet de champ 1 est dans la condition canal bloqué. Ainsi, sur la figure 2a, la valeur de la tension de seuil positive nécessaire pour 30 rendre conducteur le transistor à effet de champ 1 est augmenté et une fois que ceci est réalisé, la condition de ce transistor est permanente. On doit remarquer, qu'un "zéro" binaire a été écrit de façon affirmative par une combinaison de tensions appropriée et une irradiation par faisceaux électroniques. Pour réaliser la lecture, une impulsion d'amplitude correcte est appli-35 quée à la porte 5 du transistor à effet de champ 1 à partir de la source 8 par l'intermédiaire de la ligne de mots 16 de façon que le transistor conduise par exemple s'il est dans la condition canal conducteur et ne conduise pas s'il est dans la condition canal bloqué. Cette tension est représentée par l'impulsion, 22 sur la figure 1b. Si le canal du transistor à effet de champ 11 est 40 dans la condition canal conducteur, le courant circulera à partir de la source 69 40268 S 2026994 d'impulsions 9 qui 8nvoie une tension V2> par le canal conducteur du transistor à effet de champ 1 à la masse 11, L'impulsion de courant résultante est représentée sur la figure 2b, comme impulsion de courant de détection de lecture 23, Puisque ls canal du transistor à effet de champ 1 est dans la condi-5 tion canal bloqué après l'écriture d'un "zéro" binaire, aucun courant ne circulera à l'application de l'impulsion de lecture 22 et, en l'absence d'une variation de courant pendant la période de lecture, indique qu'un zéro binaire a été emmagasiné. □n doit remarquer cependant, que la conductivité du canal réflète l'infor-10 mation binaire emmagasinée. En conséquence, il est clair que la lecture de l'information emmagasinée peut Stre emmagasinée d'un certain nombre de façons. Ainsi, un "zéro" peut être Indiqué par l'absence de conduction dans le canal ou par une conduction relativement faible dans ce canal. Une condition 1 peut être indiquée par une conduction comparativement élevée. 15 On doit aussi remarquer que la tension de repos appliquée à la cellule de mémoire sera normalement choisie, telle qu'il n'y a pas de conduction dans le dispositif. Bien que cela ne soit pas absolument nécessaire, c'est une condition souhaitable pour la conception du circuit. Par exemple, la condition du canal du dispositif peut Stre déterminée initialement de sorte que même dans 20 la condition canal conducteur, la tension de seuil et la tension de repos sur la porte aient des valeurs telles qu'il n'y a pas de courant dans le dispositif. Pendant la lecture, l'application de la tension de porte annule la teir-sion de seuil de sorte que la conduction se produise pour un dispositif dans la condition canal conducteur. Une impulsion de mfime amplitude que l'Impulsion 25 de lecture appliquée à un dispositif dans la condition canal bloqué a pour conséquence, soit l'absence de conduction, soit une conduction plus faible. La figure 2c représente une autre configuration d'impulsions qui permet d'exciter la cellule de mémoire de la figure 2a par l'application de potentiels corrects aux électrodes du transistor à effet de champ 1 pour emmagasiner l'in-30 formation binaire. Ainsi, sur la figure 2c, une impulsion 24 d'amplitude est appliquée à la porte 5 du transistor à effet de champ-1 à partir de la source B par l'intermédiaire de la ligne de mots 16, alors qu'un potentiel nul est appliqué par l'intermédiaire de la ligne de bits 13 au drain 4 du transistor à effet de champ 12. La source 3 est connectée à la masse 11 par l'intermédiaire 35 du commutateur 12. Le bombardement par faisceaux d'électrons indiqué par l'impulsion 25 sur la figure 2c est appliqué pendant le cycle de lecture. L'application de ces potentiels au transistor à effet de champ 1 correspond à la condition B de la figure 1b, c'est-à-dire est plus positive que Vs et V^. En conséquence, le canal du transistor à effet de champ est dans la condition ca-40 nal conducteur, la charge d'oxyde devient plus positive et la tension de seuil 69 40268 10 2026994 Vt devient plus négative. Ainsi, 11 faudra une tension moins positive que celle appliquée précédemment pour rendre le canal du transistor à effet de champ conducteur. En se référant encore à la figure 2c, on peut voir qu'un zéro binaire peut 5 Stre écrit dans le transistor à effet de champ 1 par l'application d'une impulsion 26 d'amplitude à la porte 5 du transistor à effet de champ 1 et d'une Impulsion 27 d'amplitude V2 au drain 4 du transistor à effet de champ 1 pendant que la source 3 est maintenue au potentiel de la masse. La tension est Inférieure à V2 Sur la figure 2d, pour écrire un "un" binaire dans le transistor à effet de champ 1, un potentiel représenté par l'impulsion 32 est appliqué à la porte 5 du transistor 1 alors qu'un potentiel nul est appliqué au drain 4 et 25 à la source 3, Le potentiel nul est appliqué au drain 4 en réduisant la ten- . slon du drain V2 (voir impulsion 33 sur la figure 2d) provenant de la source 9 à zéro pendant le cycle d'écriture. Ces tensions appliquées aux bornes du transistor à effet de champ 1 pendant que l'on irradie la porte 5 par un fais- ûeau d'électrons (voir impulsion 34 sur la figure 2d) correspondent à la con- 30 dltlon B sur la figure 1b pour un dispositif npn, c'est-à-dire V est plus po- S sitive que V et V En conséquence, le canal du transistor à effet de champ 5 O 1 est rendu conducteur et un ."un" binaire est écrit dans le dispositif. Pour écrire un "zéro" binaire dans le transistor à effet de champ 1, une tension représentée par l'impulsion 35 sur la figure 2d est appliquée à la 35 porte 5, une tension V2 est maintenue sur le drain 4 à partir de la source 9 et un potentiel égal à V2 représenté par l'impulsion 36 est appliqué à la source 3 par l'intermédiaire du commutateur 12 provenant de la source d'impulsions 10, La tension est inférieure à la tension V2« L'application de ces tensions aux électrodes du transistor à effet de champ 1 pendant qu'on l'irradie Cim- i 40 pulsion 37 sur la figure 2dJ correspond à la condition B de la figure 1b, 69 40268 " 2026994 J c'est-à-dire V est moins positive que V ou Vj, Dans ce cas, V est inférieur 8 s à Vg et _Vd mais le résultat est le mSme que si elle était inférieure à une seule de ces tensions. Dans ce cas, la combinaison des tensions représentées pendant l'irradiation rend le canal du transistor à effet de champ 1 bloqué et un "zé- 5 ro" binaire est écrit. Une impulsion de lecture 38 sur la ligne de mots 16 produit un courant de détection représenté par l'impulsion 39 sur la figure 2d dans l'amplificateur de détection 15 pour un "un" binaire ou une condition canal conducteur! l'absence de signal de sortie pendant le cycle de lecture représente un "zéro" 10 binaire. D'après ce qui précède, on.peut voir qu'il y a un certain nombre de conditions de tension qui, avec l'Irradiation par faisceaux d'électrons, emmagasine une information binaire dans des cellules de mémoires du type représenté sur la figure 2a. Bien que toutes les configurations d'impulsion représentées con-15 cernent des dispositifs npn il est apparent d'après l'examen de la figure 1d qu'il y a un certain nombre de configurations d'impulsions, analogues à celles représentées sur les figures 2b-2d, qui permettent d'emmagasiner l'information binaire dans une cellule de mémoire constituée d'un dispositif pnp. En général les configurations d'impulsions utilisées pour les dlpositifs pnp doivent cor-20 respondre aux conditions C et D représentées sur la figure 1d. L'avantage de pouvoir écrire de façon affirmative un "zéro" va maintenant devenir apparent. La souplesse pour construire des mémoires à transistor à effet de champ en utilisant une irradiation par faisceaux électroniques, est plus grande, puisqu'on n'a plus à subir les contraintes imposées par les tech-25 niques de l'art antérieur. Aussi, puisque le bombardement électronique n'est plus nécessaire pendant la lecture, on peut réaliser une mémoire permanente de densité élevée relativement simple. Sur la figure 3 sont représentées plusieurs cellules de mémoires conformes à la figure 2a disposées sous la forme d'un ensemble et montées sur un subs-30 trat semiconducteur ou faisant partie de ce substrat 40. Les lignes de mots 16 coupent les lignes de bits 14 perpendiculairement. Chaque ligne.de bits 14 est commune à une colonne de transistors à effet de champ 1 et chaque ligne de mots 16 est commune à une rangée de transistors à effet de champ 1. Le fonctionnement de l'ensemble de transistors à effet de champ est tel que le cou-35 rant de lecture, provenant d'une colonne quelconque de transistors à effet de champ est transporté par la ligne de bits 14 commune à cette colonne de transistors. Il est clair que la ligne de bits 14 peut être disposée suivant d'autres façons, ce qui donne une certaine souplesse que l'on ne pouvait avoir en utilisant le montage de l'art antérieur. 40 Dans le montage représenté sur la figure 3, chacune des sources d'impul- 69 40268 12 2026994 siems B est représentée connectée aux portes 5 d'une rangée de transistors à effet de champ 1 par l'intermédiaire des lignes de mots 16, Chacune des sources d'impulsions 9 est représentée connectée au drain 4 d'une colonne de transistors 1 par l'intermédiaire des lignes de bits 14, Bien que les sources d'im-5 pulsions 8 aient été représentées séparemment connectées .aux lignes de mots 16 ceci n'est fait qu'à titre d'exemple. Généralement, les sources d'impulsions 8 sont toutes comprises dans un registre ou autre dispositif d'emmagasinage qui est alimenté par d'autres parties d'un ordinateur. L'excitation simultanée d'une source 8, et de chacune des sources d'impul-10 slons 9 par les connexions 41 provenant de registres (non représentés) en utilisant la configuration d'impulsions de la figure 1c, par exemple, applique une impulsion à la ligne de mots 16 supérieure, ce qui applique une tension \îj sur la rangée supérieure de transistors 1 et soit un potentiel V2 soit un potentiel nul sur chacune des lignes de bits 14, Un faisceau d'électrons 7 qui 15 se présente sous la forme, soit d'un faisceau en feuille, soit d'un faisceau collimaté est naturellement appliqué pendant le cycle d'écriture. L'utilisation d'un seul faisceau collimaté permet à l'écriture d-avoir lieu dans un seul transistor à effet de champ 1, En utilisant le faisceau en feuille, on peut écrire un mot au lieu d'un bit pendant le cyle d'écriture. Suivant la tension 20 appliquée par l'Intermédiaire des lignes de bits 14, chacun des transistors à effet de champ 1 dans la rangée supérieure de l'ensemble emmagasine soit un "un" binaire, soit un "zéro" binaire. L'information peut Stre emmagasinée en permanence dans toutes les autres cellules de mémoire de l'ensemble en excitant les sources d'Impulsions associées de la manière décrite, 25 La lecture de l'information emmagasinée est réalisée en excitant la ligne . de mots supérieure 16 à partir de la source 8 à un potentiel quelconque désiré et en excitant simultanément les lignes de bits 14 à partir des sources 9 à une tension égale à de sorte que le courant circulera à cause de la différence de potentiel entre les sources d'impulsions 9 et la masse, lorsque les 30 transistors à effet de champ 1 sont dans la condition canal conducteur. Lorsque les transistors à effet de champ 1 sont dans'la condition canal bloqué, aucun courant ne circulera naturellement. Le flux de courant est détecté par les boucles 13 couplées individuellement à chaque ligne de bits 14 et connecté à un amplificateur de détection associé 15. 35 Les transistors à effet de champ 1 représentés dans l'ensemble de la fi gure 3 peuvent Stre fabriqués sur un substrat semiconducteur en utilisant une combinaison de techniques de dépôts d'oxyde, de photogravure et décapage, des diffusions de dopant et des étapes de métallisation, dont les détails sont bien connus de l'homme de l'art. Par conséquent» les détails ne seront pas donnés t 40 ici,,, puisque la nouveauté de la présente invention ne réside pas dans la fabri 69 40268 13 2026994 cation de ces ensembles. Cependant, on doit remarquer que les substrats semiconducteurs sur lesquels est formé un tel ensemble sont des carrés de 3mm de cOté. On doit aussi noter que cinquante mille à cent mille transistors à effet de champ distincts peuvent être placés sur un substrat de cette dimension. 5 Comme les transistors à effet de champ représentés dans les figures précé dentes subissent un changement permanent, pendant l'écriture, et contiennent une valeur qui ne peut pas être changée, sauf par une autre irradiation, les ensembles représentés sont très utiles comme mémoires permanentes. Puisque la lecture ne nécessite pas d'irradiation, il n'est pas nécessaire d'utiliser un 10 canon d'électrons avec son dispositif de maintien sous vide, de focalisation et de positionnement associé. Le dispositif de la figure 4a permet d'utiliser le bombardement par électrons pendant l'écriture et -l'élimination de ce dispositif pendant la lecture en utilisant simplement un écran amovible 42 qui peut Stre détaché de l'enceinte sous vide 43 après l'écriture. 15 Sur la figure 4a, pendant une opération d'écriture, l'écran 42 qui contient des évidements 44 dans lesquels sont fixés des substrats semiconducteurs 40 par une cire ou autres matériaux adhésifs appropriés, est positionné contre une enceinte sous vide 43. L'enceinte 43 contient un canon d'électrons 45 et des électrodes de focalisation et de positionnement de faisceaux 46 et 47 res-20 pectivement, tout ces dispositifs étant bien connus de l'homme de l'art. Les électrodes 46 sont connectées à des sources de tension (non représentées) qui fournissent une tension aux électrodes 46 qui, à leur tour, positionnent le faisceau d'électrons 7 à un emplacement quelconque désiré sur l'écran 42. L'enceinte sous vide 43 comporte une partie évasée 48, qui se termine suivant une 25 arête 49 de matériau métallique ou autre matériau approprié et est disposée suivant la circonférence de la partie 48. L'écran 42 contient un joint 50 qui s'adapte sur l'arête 49. Des griffes (non représentées) permettent le positionnement précis de l'écran 42 toutes les fois qu'on le met en place sur l'enceinte 43. Une fois que l'écran 42 est mis en place, une pompe à vide (non repré-30 sentée) connectée au tube de sortie 51 est actionnée et le pompage se poursuit jusqu'à ce que la condition de vide désirée soit atteinte'. La pression atmosphérique poussant contre l'écran 42 pousse l'arête 49 contre le joint 50 ce qui forme un joint étanche à l'air. A ce moment, les transistors à effet de champ particuliers sur les substrats semiconducteurs 40 peuvent être irradiés 35 et des potentiels appropriés appliqués par l'intermédiaire des connexions 52 qui passent dans l'écran 42 et sont connectés aux lignes de bits et de mots sur le substrat 40 par des lar --s élastiques conductrices 53. La figure 5b représente une vue en coupe le long des lignes 4b-4b de la figure 4a, et montre une disposition des substrats 40 dans l'écran 42. Les 40 connexions 52 relient les lames 53 qui à leur to sont connectées aux lignes 69 40268 de bits et de mots (non représentées) sur les substrats 40. Les liaisons 54, entre les substrats 40 peuvent être fixées en permanence à la surface de 1' écran 42. Chacune des connexions 54 se termine par une lame élastique conductrice 53. 5 L'écriture peut être réalisée en irradiant une rangée horizontale de tran sistors à effet de champ disposée sur la surface des substrats 40 et en appliquant les potentiels appropriés à une connexion horizontale et à toutes les connexions verticales 54 par l'intermédiaire des connexions 52 à partir des sources de tension Cnon représentées). 10 A la fin de l'opération d'écriture, la pompe à vide est déconnectée et l'écran 42 est enlevé et introduit dans l'atmosphère pour être utilisé comme mémoire permanente. On a décrit, un procédé permettant d'écrire de façon affirmative des "uns" et des "zéros" binaires dans un seul transistor à effet de champ qui consitue 15 une cellule de mémoire en soumettant ces transistors à un bombardement d'élec- -trons. Les diverses combinaisons des potentiels sur les électrodes de la cellule de mémoire ont été représentées et on a indiqué les diverses possibilités pour appliquer les potentiels pour affecter de façon réversible le seuil des cellules de mémoire à transistor à effet de champ. On a aussi représenté le -20 circuit de la cellule de mémoire, un ensemble de ces cellules et un dispositif sous vide pour appliquer des tensions et irradier simultanément les cellules pour réaliser l'écriture. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur le dessin, les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réa-25 lisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y ap-. porter toutes modifications de forme ou de détail qu'il Juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. 2026994 bad original 15 2026994 REVENDICATIONS 1.- Procédé d'emmagasinage d'informations dans un transistor à effet de champ à porte isolée et comprenant une électrode de source et une électrode de drain, caractérisé par une étape d'irradiation de la porte isolée au moyen d'un fais- 5 csau électronique, et par l'application simultanée de tensions électriques aux bornes du transistor afin d'en modifier son seuil de façon permanente et réversible et l'amener aux conditions représentant soit un "un" binaire soit un "zéro" binaire. 2.- Procédé d'emmagasinage selon la revendication 1, caractérisé par l'appli-10 cation d'au moins une impulsion de lecture au transistor à effet de champ en l'absence du faisceau électronique afin de déterminer l'état de conduction ou de non conduction du transistor. 3.- Procédé d'emmagasinage selon la revendication 2, caractérisé par la détection d'un courant fonction de la condition de seuil du transistor. 15 4.- Procédé d'emmagasinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les potentiels appliqués aux électrodes de source, drain et porte du transistor à effet de champ sont choisis, lorsque le transistor est du type npn, de telle façon que, le potentiel sur l'électrode de porte est moins positif que les potentiels sur l'électrode de source ou l'électrode de drain afin d'aug-20 menter la tension de seuil du transistor ou de telle façon que ce potentiel sur l'électrode de porte est plus positif que les potentiels sur l'électrode de source et l'électrode de drain afin de diminuer la tension dB seuil du transistor. 5.- Procédé d'emmagasinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que 25 les potentiels appliqués aux électrodes de source, drain et porte du transistor à effet de champ sont choisis, lorsque le transistor .est du type npn, de telle façon que le potentiel sur 1'électrode de porte est moins positif quB les potentiels sur l'électrode de source et l'électrode de drain afin d'augmenter la tension de seuil du transistor, et que ce potentiel sur 1'-électrode 30 de porte est plus positif que les potentiels sur l'électrode de source ou l'électrode de drain afin de diminuer la tension de seuil du transistor. B.- Cellule de mémoire, caractérisée par un transistor à effet de champ à porte isolée irradiée à volonté par un bombardement électronique et par des organes appliquant au transistor des potentiels électriques pour modifier de 69 40268 16 façon permanente le seuil du transistor. 7.- Cellule de mémoire selon la revendication 6, caractérisée par un dispositif de détection couplé au transistor à effet de champ afin de détecter la condition du seuil du transistor. 5 8.- Cellule de mémoire selon la revendication 6, caractérisée en ce que le ' dispositif de détection comprend un amplificateur connecté électriquement au transistor et sensible au courant qui le traverse. S.- Mémoire comprenant plusieurs cellules de mémoire, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs transistors à effet de champ à porte isolée, pour-10 vus chacun d'électrodes de source, drain et porte, et adaptés chacun pour l'emmagasinage d'informations, un dispositif d'irradiation de la région de porte d'au moins un des transistors à la fois, et des organes connectés aux transistors pour simultanément appliquer des potentiels électriques à au moins un des transistors afin de mettre de façon permanente ce transistor dans un de deux 15 états de conduction possibles. 10.- Mémoire selon la revendication 9, caractérisé par un organe de détection couplé à au moins un des transistors afin de déterminer en l'absence d'irradiation son état de conduction. 11.- Mémoire selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif 20 d'irradiation comprend un canon d'électrons disposé à l'intérieur d'une enceinte sous vide.