Brevet FR2051744A1 — publié le 19710409

La présente invention concerne les mémoires ne servant gu'à la lecture, c'est-à-dire des dispositifs d'emmagasinage dans lequels les données sont conservées sous forme permanente ou semi-permanente, la mémoire n'étant utilisée que pour des opérations de lecture. 5 Un objet de la présente invention est de fournir une mémoire de ce type qui soit susceptible d'être fabriquée par des techniques de dépôts et/ou de circuits intégrés et permettant d'obtenir de très fortes capacités d'instructions de données. Elle englobe aussi un . lecteur de cartes pour lecture seulement. 10 La mémoire, destinée à la lecture seulement, selon l'invention est caractérisée par un premier assemblage comprenant un premier réseau d'éléments composés chacun d'un corps en un matériau semi-con-ducteur et de dispositifs d'entrée et de sortie pour ce corps; et par un second assemblage adjacent au premier et comprenant un subs-15 trat isolant et un second, réseau d'éléments électriquement conducteurs placés à des positions sélectionnées correspondant respectivement aux éléments du premier réseau; par des moyens destinés à fournir un potentiel actif aux éléments conducteurs électriquement, chacun de ces derniers étant en concordance avec les éléments cor-20 respondants du premier réseau et étant séparés de ceux-ci par une couche isolante; la disposition étant telle que des transistors-portes isolés à effet de champ se forment aux positions dans lesquelles lesdits éléments conducteurs sont prévus. On a représenté aux dessins ci-joints deux formes de réalisa-25 tion de l'objet de l'invention et dans ces dessins: Figure 1 est une vue en plan d'une combinaison d?un lecteur de carte à mémoire à film mince pour lecture seulement, avec la carte de cette mémoire et des circuits explorateurs; 30 Figure 2 est une vue en plan de la carte de mémoire à lecture; Figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la Fig. 1; Figure 4 est une vue en plan d'une combinaison analogue à celle de Fig. 1, mais formant lecteur de carte de mémoire à oxydes métalliques ; 35 Un lecteur de mémoire à cartes de la Fig. 1 est du type à film mince. Sur un côté d'un substrat en verre 1, on a déposé par les techniques sûus vide, une matrice de paires d'électrodes, paires comprenant chacune une électrâde de source S et une électrode d'utilisation 4, appelée aussi électrode de drain. Oes électrodes sont 40 en un matériau conducteur approprié, tel que l'or. Les électrodes 70 23943 2 2051744 de source 2 et les électrodes de drain 4 de chaque paire sont séparées d'une distance de l'ordre de 10 microns, alors que la distance entre les centres des deux électrodes de source adjacentes est de l'ordre de 6,3 mm. (Pour rendre le dessin plus clair, ces distances sont fortement exagérées en Fig . 1 et 3)}« En lieu et plaee d'un 5 substrat en verre, on peut naturellement faire appel à des supports non-conducteurs en céramique, porcelaine, en matière thermoplastique ou tout autre matériau non-conducteur « Au-dessus de la matrice d'électrodes de source 2 et en contact avec celle-ci, ainsi qu'au-dessus de la matrice d'électrodes d'uti-10 lisation 4 et du substrat 1, on dispose par dépôt sous vide une matrice de couches 6 en un matériau semi-conducteur mince, par exemple des couches de sulfure de cadmium de un micron d'épaisseur et de type n. On obtient de c.ette manière une matrice d'éléments électrode-source/matériau semi-conducteur/électrode drain. 15 La Fig» 2 représente une carte 45 de mémoire pour lecture seu lement. Sur un support 40 en une matière non-conductrice telle que du mylar, d'une épaisseur de l'ordre de 0,63 mm, on dispose un réseau d'électrodes-portes 42. Bien que les électrodes-portes 42 soient représentées au dessin très étroites par rapport à l'intervalè 20 entre une électrode de source 2 et une électrode d'utilisation 4, il va de soi. que ces électrodes-portes 42 peuvent recouvrir complètement l'intervale. Le réseau d'électrodes-portes 42 est constitué par des bandes de cuivre de 15 microns d'épaisseur et séparées de 6,3 mm» Ce réseau est formé sélectivement par attaque chimique d'un 25 substrat 40 supportant du mylar revêtu de cuivre, au moyen d'acide chlorhydrique. Une couche diélectrique 43 de 0,0063 mm d'épaisseur est laminée sur le côté non recouvert du réseau d'électrodes-portes 42. Cette couche diélectrique agit comme couche isolante d'un transistor à effet de champ .lorsqu'une électrode-porte du réseau 42 est 30 placée en contact isolant avec la couche 6 en matériau semi-conduc-teur» Le réseau d'électrodes-portes 42 sur un support non-conducteur 40 peut recevoir un codage sous forme de trous perforés à travers les électrodes-portes individuelles, par exemple au moyen d'une 35 perforatrice de cartes. A titre de variante, le réseau d'électrodes portes peut être codé par attaque chimique sélective ou par vaporisation optique des électrodes-portes du réseau 42. On peut de cette manière emmagasiner les informations à l'intérieur de la carte 45 40 de mémoire à lecture seulement. 70 23943 3 2051744 Les électrodes de source 2 sont connectées ensemble-par ion premier conducteur en cuivre 13 (Fig. 1) et les électrodes d'utilisation 4 par un second conducteur en cuivre 15. Des commutateurs 16 à 19 d'électrodes de source sont connectés aux premiers conducteurs 5 de cuivre 13, tandis que des commutateurs 20 à 24 d'électrodes de drain sont connectés aux seconds conducteurs de cuivre 15» Des ampèremètres^ à 28 sont prévus, reliés aux séries de commutateurs 16 à 19 et ils servent à détecter le passage d'un courant source-drain entre les électrodes de source 2 et les électrodes de drain 10 4 de transistors complets à effet de champ* Une batterie 30 donnant la tension source-drain est connectée au moyen de fils 34 entre les commutateurs de drain 20 à 24 et les ampèremètres 25 à 28. Une batterie 50 de tension porte est connectée au moyen d'un conducteur 16 entre le réseau codé d'électrodes-portes 42 (Fig.2) 15 et les ampèremètres 25 à 28 (Fig. 1). La carte de mémoire de lecture 45 de la Fig. 2 est munie d'une couche diélectrique 43 placée contre la matrice des couches 6 en matériau semi-conducteur mince, comme on le voit en Fig. 1. Le réseau d'électrodes-portes 42 concorde ou cadre avec les couches semi-conductrices 6. Le réseau codé d'électrodes-portes 42 est disposé à environ 0,0063 mm au-dessus de 20 la matrice de couches s emi-conductrice s 6. Une tension positive provenant de la batterie 50 à tension porte, d'environ 10 voihts, peut être appliquée par le fil 46 au réseau codé d'électrodes-portes 42 par rapport au réseau d'électrodes de source 2. Un commutateur 16 d'électrode de source et un commutateur 20 25 d'électrode d'utilisation sont eoncuremment fermés. Une tension venant de la batterie source-drain 30, de 5 volts par exemple, est appliquée en position A entre une électrode de source 2 et une électrode de drain 4 de l'élément source/semi-condûcteur/drain. Le courant passe en position A par le transistor à effet de champ 30 et à travers l'ampèremètre 25. Ce dernier détecte donc un transistor complet à effet de champ en position À. L'information détectée peut être considérée comme représentant un "bit 1". Si le commutateur 17 d'électrode de source et le commutateur 20 d'électrode de drain sont concuremment fermés, le courant ne 35 passe pas entre l'électrode de source 2 et l'électrode de drain 4 de l'élément sour.ce/semi-conducteur/drain en position B. Cette absence de courant indique qu'un transistor à effet de champ n'existe pas en position B« L'information ainsi détectée peut être consi-40 dérée comme représentant un "bit 0"• 70 23943 4 2051744 La Fig. 3 est une coupe d'une carte de mémoire combinée 45 pour lecture exclusivement, avec un lecteur de carte de mémoire du type à film mince; la coupe étant prise selon la ligne III-III de Fig. 1. Sur un substrat! non conducteur sont disposées les élec-5 trodes de source 2 et de drain 4 des éléments source/matériau semiconducteur/drain A et E. Les couches de matériau semi-conducteur 6 de ces éléments sont placés entre les électrodes. La couche diélectrique 43 est en contact avec la couche semi-conductrice de ces élé ments À et E. Une électrode-porte 42 est en contact isolant avec 10 la couche semi-conductrice 6 de l'élément A pour constituer, au-dessus de l'élément A, un transistor de porte isolé à effet de champ. Toutefois, une électrode-porte n'existe pas au-dessus de l'élément E, de sorte qu'aucun transistor à effet de champ n'est formé sur cet élément. 15 L'élSctrode-porte 42 est représentée comme étant fixée au subs trat de support rigide 40. _ La Fig. 4 représente un lecteur de carte de mémoire de type à oxyde métallique semi-conducteur (M0£j). Sur un des côtés d'un support 58 au silicium de type n, on a diffusé une matrice de zones 60 20 de type p et une matrice de zones 62 de type p. On peut utiliser du bore pour constituer les zones 60 et 62 sur ce support 58 de type n. Une matrice d'électrodes de source 72 et une matrice d'électrodes de ârain 74 (par exemple en indium) sont déposées par évaporation et attaque chimique sur les zones respectives 60 et 62 de type p. Les 25 matrices 72 et 74 reposent dans des canaux pratiqués dans le substrat 58 et sont isolées de ce dernier. La zone 60 de type p est séparée de la zone 62 de type p d'une distance de 10 microns par exemple. La distance entre centres des électrodes de source adjacentes 72 est de 6,3 mm par exemple, mais au dessin ces dimensions relati-50 ves sont exagérées pour la clarté de la représentation. On constitue de cette manière une matrice d'éléments source/semi-conducteur/ drain. Les électrodes de source 72 sont connectées ensemble par des conducteurs en cuivre 80 reposant dans des canaux pratiqués dans le 35 substrat 58 et elles sont isolées de ce dernier. Les électrodes de drain 74 sont connectées ensemble par d'autres conducteurs 82 reposant également dans le substrat 58. Les conducteurs en cuivre 82 sont isolés des premiers 80 et du substrat 58. Des commutateurs 86 à 89 d'électrodes de source sont connectées aux premiers condoa-40 teurs de cuivre 80. Des commutateurs 90 à 94 d'électrodes de drain 70 23943 5 2051744 sont connectés aux seconds conducteurs de cuivre 82. Des ampèremètres 95 à 98, reliés aux séries de commutateurs 86 à 89, explorent ou détectent le passage du courant source-drain entre les é-lectrodes de source 72 et les électrodes de drain 74 des transis-5 tors complets à effet de champ. Une batterie fournissant la tension source-drain 100 est prévue entre les commutateurs d'électrodes de drain 90 à 94 et les ampèremètres 95 à 98. Une carte de mémoire à lecture exclusivement peut être placée sur un lecteur de carte de mémoire de type HQS. La couche diélec-10 trique 43 repose à plat sur la matrice de zones semi-conductrices de type p-n-p, ce qui est dû à l'incrustation des électrodes de source 72 et de drain 74 dans les canaux pratiqués dans le substrat 58. Le réseau codé d'électrodes-portes 42 cadre ou est mis en concordance avec la matrice des zones semi-conductrices p-n-p. Le rê-15 seau codé des électrodes-portes 42 est à environ 0,0063 mm au-des-sus de cette matrice de zones semi-conductrices p-n-p et une batterie négative 104 de 20 volts par exemple, est connectée par le fil 46 entre le réseau codé d'électrodes-portes 42, par rapport au réseau d'électrodes de source 72. . 20 Si le commutateur 86 d'électrode de source et le commutateur 90 d'électrode de drain sont fermés concuremment, une tension venant de la batterie source-drain 100, de 5 volts, est appliquée entre une électrode de source 72 et une électrode de drain 74 d'un élément source/semi-conducteur/drain, en position A et un courant 25 passe dans le transistor complet à effet de champ, à travers l'ampèremètre 95. Celui-ci détecte donc un transistor complet à effet à la position A. L'information ainsi détectée est considérée comme représentant un "bit 1". • Si le commutateur 87 d'électrode de source et le commutateur 50 90 d'électrode de drain 90 sont fermés concuremment, le courant ne passera pas entre l'électrode de source 72 et l'électrode de drain 74 de l'élément, en position B. Cette absence de courant indique qu'un transistor à effet de champ ne s'est pas formé à la position B. L'information ainsi détectée est considérée comme représentant 35 un "bit 0". Les mémoires à lecture exclusive que l'on vient de décrire, comportent vingt bits par exemple. Toutefois, on peut fabriquer des mémoires pour lecture seulement et comportant un nombre quelconque de bits, suivant le nombre d'informations que l'on désire 40 emmagasiner. Plusieurs de ces cartes de mémoire à lecture seulement I - 70 23943 V 2051744 peuvent constituer une cartothèque. Les données emmagasinées dans ces cartes, portant des réseaux codés d1électrodes-portes, peuvent être lues en passant simplement les cartes au-dessus des lecteurs de cartes représentés aux Fig. 1 et 4. 70 23943 7 2051744 BET7EKDICATIQNB 1. Mémoire pour lecture seulement, caractérisée par un premier assemblage comprenant un premier réseau d'éléments composés chacun d'un corps en un matériau semi-conducteur (6) et parades disposi- 5 tifs d'entrée et de sortie (3,4) pour ce corps; par un second assemblage adjacent au premier et comprenant un substrat isolant (40) et un second réseau d'éléments électriquement conducteurs (42) placés à des positions sélectionnées correspondant respectivement aux éléments du premier réseau; par des moyens (50-46) destinés à fournir 10 un potentiel actif aux éléments conducteurs électriquement (42), chacun de ces derniers étant en concordance avec les éléments correspondants du premier réseau et étant séparés de ceux-ci par une couche isolante (43); la disposition étant telle que des transistors-portes isolés à effet de champ se forment aux positions dans 15 lesquelles lesdits éléments conducteurs sont prévus. 2. Mémoire selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le premier assemblage comprend un substrat (1) et que chaque élément du premier réseau comprend une électrode de source (2) et vme électrode d'utilisation (4), électrodes qui sont séparées par 20 un corps en matériau semi-conducteur (6). 3. Mémoire selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le premier assemblage est constitué par une galette semi-conduc-trice (58) d'un premier type de conductivité et que chaque élément du premier réseau comprend une zone de source(60) et une zone de 25 drain (62) d'un second type de conductivité prévues dans ladite galette, les électrodes de source et de drain (72,74). étant connectées à des zones respectives de source et de drain. 4. Mémoire selon les revendications 2 ou 3, caractérisée par le fait que le premier assemblage est constitué par un réseau coor- 30 donné de rangées et de colonnes, les électrodes de source des éléments dans chaque rangée étant connectées à un commutateur respectif de rangée (18-19), tandis que les électrodes de drain des éléments dans chaque colonne sont connectées à un commutateur respec- v tif de colonne (20-24) 35 5» Lecteur de carte de mémoire à lecture seulement, utilisant la mémoire selon la revendication 1, caractérisé par un substrat isolant (40), un réseau codé d'éléments (42) électriquement conducteurs, montés sur le substrat isolant, les éléments étant interconnectés au moyen de canaux électriquement conducteurë^et par une 40 couche isolante (43) superposée à au moins un des éléments électriquement conducteurs.