Brevet FR2112241A1 — publié le 19720616

La présente invention a pour objet des dispositifs semiconducteurs qui sont aptes à retenir les charges pendant un temps relativement long après la suppression d'un signal qui avait mis la charge dans un état désiré. L'invention est plus particulièrement relative à un dispositif semiconducteur dans lequel: 5 des régions artificielles comportant des pièges à charge sont incorporées dans une structure à couches multiples métal-isolant semiconducteur constituée par une couche d'oxyde, telle eue d3 la silice, disposée sur la surface d'un semi -conducteur, tel ^ue du silicium, et dotée d'une épaisseur suffisante pour supporter l'effet de tunnel; une pluralité de petites particules d'un métal, tel 10 que le platine, l'arpent ou un semiconcucteur, sont disposées sur la surface de la couche de bioxyde de bioxyae de silicium et ce, sans qu'il y ait d'interaction entre les deux matériaux -, une seconde couche oe silicium ou de nitrure de silicium, par exemple, recouvre la couche de bioxva'e de silicium et les petites particules; et une electrode métalliciue est placés au-dessus ae l'élément. 15 L'épaisseur de la couche de bioxyae de silicium est approximativement de 30 A, ce qui a pour effet de permettre 1'effet tunnel des porteurs de charge entre le semiconducteur et les états discrets des petites particules. La charge ainsi stockée dans les petites particules est à l'origine d'un grand cycle d'hystérésis contrôlable pour la caractéristique capacité-tension de la structure qui 20 peut être ainsi considérée comme un modèle particulier du niveau d'énergie. Le dispositif résultant est particulièrement approprié pour être utilisé comme élément de mémoire, dans tous les agencements qui doivent emmagasiner des données numériques. Les dispositifs MNSO, constitués par des couches de métal, de nitrure de 25 silicium et de bioxyde de silicium situées sur la surface d'un support semiconducteur, sont bien connus. Dans de tels dispositifs, la charge est stockée dans des centres de pièges non connus et qui sont situés dans l'interface nitrure/ oxyde. L'oxyde est très mince (approximativement 30-50Â) et la fréquence des états d'interface est déterminée par l'effet tunnel à partir du support semicon-30 ducteur adjacent. Le stockage de charges à l'interface ds deux isolants peut être réalisé en utilisant le plus possible d'isolants connus mais la grandeur de la reproductidilité de l'effet, en particulier à la température ambiante, est limitée. La littérature récente a suggéré l'utilisation d'une couche métallique entre deux films isolants de caractéristiques anprooriées pour le stockage de 35 porteurs rie charges dans la couche métallique. La même littérature suggère aussi l'utilisation d'une couche métallique discontinue afin de réduire au minimum l'effet de treus d'épingles existant dans une couche isolante inférieure. Cependant, la couche discontinue est conductrice en ceci que le courant peut circuler à travers le film d'un côté à l'autre, ce qui indique une conductivité élec-40 trique ou une interaction entre diverses portions du film discontinu. De tels 71 32348 2 2112241 dispositifs diffèrent de la présente invention en ce que la charge, nui s'infiltre par effet tunnel depuis la surface de semiconducteur est stockée dans des particules discrètes, isolées, sans interaction et nui sont caractérisées plus par les niveaux d'énergie ou l'ëxistence des pièces discrets que par le 5 film conducteur discontinu. D'autres descriptions récentes de la littérature représentent des dispositifs dénommés capacité à effet tunnel et qui sont constitués par une poutelette métallique prise en sandwich entre des couches d'oxyde épaisses et minces lesquelles sont, à leur tour, prises en sandwich entre des électrodes métalliques. 10 Ces dispositifs étaient utilisés dans des études de quantification de charges d'une capacité tunnel. Le dispositif de capacité à effet tunnel diffère de la présente invention en ce que l'étude des états d'équilibre des capacités microscopiques ont été effectués à la température de l'hélium liquide alors que l'effet observé dans la présente invention se produit à la température ambiante. 15 Binn que l'effet tunnel appliqué aux charges dans une goutelette métallique existe dans le dispositif de capacité à effet tunnel, il n'existe aucun passage de charges du semiconducteur à la particule métallique disposée dans une région de corps diélectrique, comme cela a été révélé dans la présente invention. En outre, les temps de stockage de charges dans le régime de capacité à effet tunnel 20 sont extrêmement courts comparés à ceux du dispositif de la présente invention. Ce dernier dispositif est capable de stocker une charge sans régénération pendant des périodes relativement longues et à la température ambiante. Bien que les étapes de fabrication individuelles du dispositif de la présente invention soient connues des spécialistes de la fabrication des semicon-25 ducteurs, un dispositif dans lequel les états d'interface artificiels sont générés de façon contrôlable n'a' pas été trouvé dans l'art antérieur connu. Le dispositif de la présente invention tel qu'il est fabriqué par les procédés décrits ici fournit un agencement qui exige des tensions de fonctionnement plus basses que les autres dispositifs MNOS connus et qui retient la charge stockée pendant 30 une durée au moins égale à celle de ces dispositifs MNOS connus. De plus, cet agencement est contrôlable et reproductible. L'un des aspects de l'invention consiste en un dispositif de mémoire caractérisé par un stockage à long terme dans des conditions de température ambiante. Le dispositif de mémoire consiste en un substrat de matériau semiconducteur, une 35 électrode recouvrant le substrat, un matériau isolant disposé entre le substrat et l'électrode, et par une pluralité de particules discrètes non inter-agissan-tes qui sont capables d'emprisonner des charges électroniques et sont,disposées dans le matériau isolant à une distance de la surface du substrat semiconducteur qui est suffisante pour permettre des tunnels entre les particules et le subs-40 trat semiconducteur. Le dispositif de mémoire contient en outre un contact ohmi- 71 32348 3 2112241 que qui est relié au support. Conformément à des aspects plus particuliers de l'invention, le matériau semiconducteur est caractérisé par un type de conductivité N ou P, le matériau étant choisi parmi les groupes II, III, V et VI de la table périodique des élé-5 ments ou parmi des composés de ces éléments. Le matériau isolant est choisi dans le groupe comprenant les oxydes, les nitrures, les tellurures, les chlorures, les séléniures et les fluorures du matériau semiconducteur. Des exemples typiques sont fournis par le bioxyde de silicium obtenu par croissance thermique et par le nitrure de silicium. L'oxyde d'aluminium ou de magnésium peuvent *]q également être utilisées. Les particules qui sont aptes à emprisonner des charges électroniques sont plus particulièrement définies comme étant soit un matériau semiconducteur soit un métal. Les métaux les plus caractéristiques sont les métaux réfractaires ou nobles tels que le platine et l'argent. La dimension des particules peut attein-15 dre 100 A au maximum. L'espacement entre ces particules doit être suffisant pour empêcher la conduction de charge entre elles et une distance préférée est définie comme étant au moins de 30 A. Les particules qui sont des substituts artificiellement générés de piège naturel peuvent être constituées par des groupes d'ions qui sont implantés depuis une source ionique extérieure. 20 Le matériau isolant disposé sur le substrat peut être constitué par une couche d'isolant simple mais, dans une autre réalisation, elle peut comporter une première et une seconde couches du même matériau isolant ou de deux matériaux isolants différents. Dans une telle réalisation une couche assez mince pour permettre l'effet tunnel est déposée sur la face du substrat. Les particules sont 25 alors formées par dépôt rapide sous vide par exemple à des vitesses de dépôt ultra-rapides, sur la face de la première couche isolante. Ensuite, une couche isolante épaisse recouvre la première couche et les particules qu'elle porte sur sa surface. Ainsi qu'il a été indiqué antérieurement, la seconde couche isolante peut être faite d'un matériau identinue à la première couche ou peut être 30 d'un isolant différent à la première couche. Le seul critère à observer est aue si les matériaux isolants sont différents, ils doivent être compatibles à l'environnement des circuits intégrés. Un objet de la présente invention est en conséquence de fournir un dispositif de mémoire qui présente une caractéristique de .mémorisation pendant des pé-35 riodes prolongées à la température ambiante. Un autre objet de l'invention est encore de fournir un dispositif de mémoire dans lequel l'effet de stockage des pièges, apparaissant de façon naturelle dans les dispositifs de l'art antérieur, est généré de façon contrôlable et reproduc -tible. 40 Un autre objet de l'invention est de fournir un dispositif de mémoire qui; 71 32348 2112241 du fait de la présence d'état d'interfaces artificiellement réalisé, peut être mis en service pour des tensions d'utilisation subtentiellement plus faibles que les dispositifs de l'art antérieur. Ce qui précède et les autres objets caractéristiques et avantages de l'in-5 vention ressortiront de la description plus particulière suivante d'une réalisation préférée de l'invention telle qu'elle est illustrée dans les dessins joints. Dans les dessins: La figure 1 est une section transversale du dispositif de mémoire de la •jq présente invention, représentant une pluralité de particules discrètes exemptes d'interaction qui sont susceptibles d'emprisonner des charges diélectriques, et qui sont disposées dans un milieu isolant, lequel est placé en sandwich entre un corps semiconducteur et une électrode de porte métallique. La figure 2 représente la capacité (normalisées à la capacité de l'oxyde) 15 en fonction de la tension appliquée à l'électrode de porte métallique de la figure 1, et mesurée pour des échantillons comportant, et exempts de petites particules métalliques disposées entre les films d'isolant, dans une structure silicium de type n-bioxyde de silicium-oxyde d'aluminium argent. La courbe en trait plein représente les données obtenues lorsque les particules sont présen-20 tes alors que la courbe en traits pointillés a été obtenue sans particule. Les figures 3A-3F représentent un modèle de niveau d'énergie proposé qui décrit l'effet de fines particules capables d'emprisonner des charges électroniques venues par effet tunnel depuis le matériau semiconducteur dans les fines particules de métal, lesquelles sont déposées de façon appropriée entre le semi-25 conducteur et une électrode de porte. La section transversale d'un dispositif de mémoire représentée dans la figure 1 est conforme aux enseignements de la présente invention. Le substrat 1 est formé à partir d'un bloc de matériau semiconducteur qui peut être n'importe quel semiconducteur connu ou un composé issu des groupes II, III, IV, V et 30 VI du tableau périodique des éléments. Le silicium constitue un matériau semiconducteur typique et l'arséniure de gallium constituent un composé typique. Dans la description qui suit, bien qu'il ait été mentionné que tout matériau semiconducteur peut être utilisé, le silicium sera utilisé en tant que matériau semiconducteur préféré. Le substrat 1 exige peu de traitements autres que ceux 35 habituellement appliqués dans la fabrication des dispositifs semiconducteur et il peut être acheté sous forme de tranche dans le commerce. Le silicium a été choisi pour la réalisation préférée car il possède un intervalle de bande relativement large ce qui le rend adaptable "aux opérations à la température ambiante. Lorsque les matériaux semiconducteurs sont dotés d'un intervalle de bande 40 relativement étroit, des températures inférieures à la température ambiante 71 32348 5 2112241 peuvent être nécessaires et il peut même se faire que des températures cryogéniques soient exigées. Selon une technique de fabrication oréférée, après traitement initial, une couche de bioxyde de silicium est obtenue par croissance thermique sur une sur-5 face au substrat semiconducteur 1. La couche 2 psut être formée à chaud sous vapeur ou sous oxygène à une température de 85Û°C ou peut être déposée sous vide, par pulvérisation ou par toute autre technique'bien connue de l'art des semiconducteurs . La croissance thermique ou le dépôt de la couche 2 peut être poursuivi La figure 1 représente une pluralité de particules discrètes 3 non interractives qui sont disposées à la surface 4 de la couche de bioxyde de silicium 2. Les particules 3 qui doivent être susceptibles d'emprisonner les 20 charges peuvent être constituées par un semiconducteur ou un métal. Les métaux réfractaires tels que le molybdène et les métaux nobles tels que l'argent et le platine peuvent être utilisés dans la pratique de l'invention. Dans la réalisation de la figure 1, les particules 3 de platine ou d'argent sont déposées sur la couche d'oxyde 2 par évaporation thermique rapide afin d'obtenir des 25 particules 3 ayant une dimension approximative de 30 A et qui sont discrètes et non interactives en ce qui concerne la conduction de charge. Un dépôt de 6 secondes de platine ou d'argent en provenance d'un creuset chauffé dans une chambre à vide à une vitesse de 5 A/sec. fournit la taille de particule désirée. Bien qu'une distribution de la taille du nuclei se rencontre généralement, la 30 taille de particule nominale est facilement contrôlée par 1s temps d'évaporation ou la vitesse d'évaporation. Le dépôt des particules 3 est effectué dans l'appareil à vide standard bien connu du soécialiste. Après le dépôt des particules 3, la couche isolante 5, oui est épaisse si on la compare à la couche isolante 2, est alors déposée sur les particules 3 35 et les parties exposées de la surface 4 de la couche 2. La couche 5 possède une éDaisseur approximative de 750 A et peut être constituée par le même isolant que la couche 2 ou par un autre matériau isolant différent du premier. De la sorte, lorsnue les couches isolantes sont de même matériau, du SiO^ pyrolytique peut être déposé sur la couche 2; et, si les couches sont de matériau différent 40 du Si^N^ pyrolytique ou pulvérisé peut être déposé sur la couche 2. La décompo 71 32348 6 2112241 sition du silane dans l'oxygène peut être utilisée pour fournir la couche d'oxyde désirée 5. Dans la réalisation de la figure 1, la couche 5 est formée d'oxyde d'aluminium obtenue par évaporation thermique à partir d'un creuset d'oxyde d'aluminium chauffé dans une chambre à vide. De façon générale, la couche 5 peut 5 être formée de n'importe quel isolant à condition qu'il soit relativement exempt de trou d'épingle et qu'il possède une tension de percement relativement élevée. Ainsi, des matériaux tels que les céramiques et les plastiques seraient acceptables à la condition que tous les autres critères d'environnement de circuit soient satisfaits. 1q Dans la figure 1, l'électrode supérieure ou de porte 6 est représentée disposée au sommet de la couche isolante 5. L'électrode 6 peut être compatible à l'environnement de circuit intégré. Le métal de l'électrode B peut être fourni par évaporation, dépôt sous vide ou pulvérisation à l'aide de techniques bien connues utilisées d'une façon telle que toute la superficie de la couche 5 soit 15 recouverte de métal. L'électrode est tracée et formée à la configuration désirée a l'aide de technique de masque et de gravure photolithographiques bien connues. Une électrode ohmique inférieure 7 est créée de la même façon sur la surface inférieure du substrat semiconducteur 1. En utilisant de nouveau des tech-20 niques de masque et de gravure photclithographioues, une région de matériau conducteur, telle qu'un alliage d'or-indium, est dessinée et constituée sur la surface supérieure du substrat semiconducteur 1. En soumettant la tranche à une température d'alliage appropriée pour l'alliage or-indium, le contact ohmique 7 est formé sur la surface inférieure du substrat 1. Tout métal ou 25 alliage approprié peut être utilisé aussi longtemps qu'il constitue un contact ohmique avec le substrat semiconducteur qui a été utilisé. Jusqu'à présent, le dispositif de la figure 1 a été décrit comme étant un dispositif à deux bornes mais il sera évident que le dispositif à deux bornes de la figure 1 peut être converti en un transistor à effet de champ et à ten-30 sion de seuil variable à trois bornes en diffusant une paire de régions 8, de type de conductivité opposée au substrat 1 dans ce dernier. Les régions 8 comprises dans le substrat 1 agissent comme source et drain d'un transistor à effet de champ cependant que l'électrode B agit comme porte. La région B peut être formée après dépôt de la couche isolante 5 çrâce l'ouverture de fenê-35 très appropriées dans les couches 2 et 5 et à la diffusion de dépôt telle que le bore, l'arsenic ou l'indium afin de fournir la région désirée du type de conductivité opposée. En masquant, gravant et déposant de façon appropriée les métallisationâ de source et de drain 9 peuvent être dessinées et déposées en même temps que l'électrode 6, et être du même métal qu'elles. Les régions 40 de source et de drain 8 ne doivent pas forcément être diffusées mais peuvent 71 32348 7 2 T12241 être formées conformément aux techniques bien connues des barrières de Schottky. Dans la description précédente de la figure 1, le milieu isolant présent sur la surface du substrat a été représenté comme constitué par une couche mince d'oxyde 2 et par une couche isolante plus épaisse 5, cette dernière recouvrant 5 à la fois la couche d'oxyde 2 et une pluralité de particules 3 disposées sur la surface de la couche 2. Les couches isolantes 2 et 5 peuvent être d'un même matériau ou de deux matériaux isolants différents. Lorsque ces couches sont de même matériau, les couches 2 et 5 peuvent être déposées comme une seule couche d'une épaisseur désirée. Puis, en utilisant un appareil d'implantation d'ions, 10 des ions de métal ou de semiconducteur peuvent être implantés dans le corps de l'isolant à quelque profondeur désirée que ce soit. Dans le cas présent, des groupes d'ions sont substitués aux particules 3 et sont espacées de la surface du substrat semiconducteur 1 d'une distance qui permet les tunnels entre ladite surface de la couche et les groupes d'ions. Les groupes d'ions qui sont substi-15 tués aux particules 3 doivent consituer des groupes discrets exempts d'interaction, capables de stocker des charges électroniques et séparés les uns des autres par des distances qui ne permettent pas la conduction de charge entre les groupes. En utilisant l'équipement disponible dans le commerce, les groupes d'ions qui sont substitués aux particules 3 peuvent être implantés et espacés 20 de façon très précise en réglant la tension d'accélération du dispositif d'implantation et en déviant électroniquement le faisceau ionique. Les ions appropriés à ce procédé font partie du groupe comprenant l'indium et le niobium. En se reportant maintenant à la figure 2, l'information de capacité (normalisée à la capacité de l'oxydeJ est représentée en fonction de la tension appli-25 quée à l'électrode de porte 6. Les données ont été prises à partir d'échantillons pourvue ou dépourvus de particules minuscules de métal disposées dans l'interface des couches isolantes de 2 et 5, et ce pour une structure constituée par: un substrat de silicium de type n doté d'une résistivité approximative de 2 ohms cm; une couche de bioxyde de silicium 2; une couche d'oxyde d'aluminium 5; 30 et une électrode d'argent S. Dans la figure 2, les courbes en traits pleins représentent l'information obtenue lorsque des particules 3 sont présentes dans l'interface des couches 2-5 alors aue les courbes en pointillés ont été obtenues dans le cas où il n'y a pas de particule. L'épaisseur des couches 2 et 5 était de 25 A et de 750 A respectivement. Lorsque les particules 3 étaient utilisées, 35 du platine avait été vaporisé afin de former les particules 3 d'une dimension nominale de 35 A. Un effet d'hystérésis considérable est observé dans le dispositif doté de particules 3 alors que l'hystérésis de l'échantillon exempt de particule est très petit. Les flèches incorporées aux deux courbes-pleine et pointillée-indique la direction dans laquelle la boucle est parcourue. Dans la 40 figure 2, la boucle d'hystéréris est saturée à quelque -15 volts alors que pour 71 32348 8 2112241 des amplitudes de polarisation plus faibles, des courbes d'hystérésis plus é-troites (non représentées) sont obtenues. Il est en général possible de faire varier la tension de bande plate vers de légères valeurs positives en polarisant positivement l'électrode 6. Il sera évident d'après la figure 2 que l'appli-5 cation de polarisation négative de 15 volts approximativement peut décaler la caractéristique de capacité CV 3 de 10 volts approximativement. Ce décalage se reflétera dans un décalage de tension de seuil lorsque la structure de la figure 1 est utilisée comme transistor à effet de champ, l'électrode 6 agissant comme porte de ce transistor à effet de champ. La caractérisitique d'hystérésis telle qu'elle est représentée dans la figure 2 peut être retracée avec une certitude de reproduction étendue à un nombre considérable de répétition. L'effet de mémoire obtenu, c'est à dire, le stockage des charges électroniques dans les particules 3 de l'interface 2-5, apparait comme dépendant de la qualité de la couche isolante mince 2. Aussi lorsque la qualité de la couche isolante 2 est pauvre, une lente dégénérescence de la capacité peut 'être escomptée. Néanmoins, lorsque la qualité de la couche 2 est bonne, des caractéristiques stables sont obtenues pendant des durées relativement prolongées. En ce qui concerne la courbe en pointillé de la figure 2, le faible effet d'hystérésis observé est sans doute imputable à des états d'interface inconnus présents entres cou-20 ches 22 et 5 et la grandeur de cet hystérésis est trop faible pour être de quelque usage pratique. Il sera naturellement évident que lorsque l'effet d'hystérésis est important, au moins deux états de mémorisation stables espacés et aisément détectables sont réalisés. Les figures 3A à 3F représentent un modèle de niveau d'énergie proposé qui 25 décrit l'effet des fines particules aptes à emprisonner des charges électriques soumises à l'effet tunnel depuis le substrat semiconducteur 1 dans ces fines particules métalliques 3 du dispositif de la figure 1. Dans un but de simplification, les états des particules 3 sont représentés dans un tableau en forme d'échelle de niveau d'énergie dans un isolant particulier séparé d'une certaine 30 distance de la surface du substrat semiconducteur 1. La nature de ces états a déjà été étudiée dans la littérature spécialisée. La séparation des niveaux d'énergie dans la figure 3A est proportionnelle 2 2 à e C, e étant la charge électronique et C étant égal à eA/D où A ^ , 1 étant 2 une dimension typique de particule. Si £ = 35Â et D = 750 A, e /C est plus 35 grand que 0,1 eV. Il existe de plus des états de particules métalliques, pour des valeurs discrètes permises du vecteur d'onde K, pour lesquels les électrons de la bande de conduction du semiconducteur peuvent passer par effet tunnel direct. Néanmoins, la séparation d'énergie entre ces valeurs K permises est plus 2 prande que celles imputables à e /C. Aussi ces termes n'ont-ils pas été 40 inclus dans le modèle de figure 3A-3F. En outre, le caractère discret du modèle 71 32348 9 2112241 proposé est modifiée par la distribution des dimensions de particules. Ainsi modifié par ce qui précède, il apparait que la figure 3A représente un dessin de bande d'énergie possiblB. Dans la figure 3A, le niveau d'énergie de la bande d8 valence est désigné par E^j le niveau d'énergie de la bande de conduction 5 est désigné par E et le niveau de Fermi par E . La figure 3A représente les w T états d'une particule 3 de la figure 1 dans un isolant 10 pris en sandwich entre une région semiconductrice 11 et une région de métal 12. Une tension est normalement appliquée à la région 12 afin d'affecter la condition de charge d'une particule 4 qui est disposée à l'intérieur de la région isolante 10. Les états 10 cccupés d'une particule 3 sont représentés dans la figure 3A sous la forme de points noirs et sont également désignés par les références 13 et 14. Un état Inoccupé d'une particule 3 est représenté par le cercle 15 dans la figure 3A. Lorsque une tension positive V est appliquée, les électrons de la bande de conduction ont la possibilité de progresser, par effet tunnel, dans le pre-15 mier état inoccupé 15' (figure 3B) convertissant ainsi l'état inoccupé 15 en état occupé 15' avec un changement de barrière correspondant. Le mouvement tunnel, par effet, d'un électron à partir de la bande de conduction est représenté par la flèche 16 dans la figure 3B. Une réduction de la tension vers 0 provoque des bandes plates, la polarisa-20 tion appliquée restant toujours positive (figure 3C). La tension étant encore réduite, les électrons adoptent un tunnel de fuite hors de l'état occupé 15' le restaurant dans l'état inoccupé 15 et la surface du semiconducteur commence à être appauvrie en électrons, ce qui est à l'origine de la chute de capacité. Lorsque la tension devient négative ainsi que le représente la figure 3D, 25 le niveau occupé 14 perd ses électrons ainsi que l'indique la flèche 17 et cet état 14 est converti en état inoccupé 14' cependant que la surface de la région de semiconducteur 11 est toujours dans un état d'appauvrissement. Si maintenant la tension remonte vers 0, (figure 3E) des bandes plates sont réalisées, la polarisation appliquée restant toujours négative et la capacité s'accroît pour 30 devenir CQ. Si la tension appliquée tend vers 0, la configuration stable de la figure 3F est obtenue. Ainsi, la tension de bande plate et la modification correspondante de capacité peuvent être décalées d'une polarisation positive à une polarisation négative. Il convient de constater aue, si au départ le cein-trage de bande existe dans le semiconducteur 11 (par exemple du fait des impure-35 tés chargées contenues dans les isolants), la boucle d'hystérésis sera décalée-ce qui est le cas pour l'échantillon représenté dans la figure 2. Un point important à remarquer dans la figure 3F est que le niveau inoccupé 14' d'une particule 3 est situé en face de l'intervalle d'énergie inoccupé du semiconducteur 11 et partant peut seulement être occupé par un processus de tunnel indirect 40 moins probable appliquant un électron thermiquement excité. 71 32348 10 2112241 Afin de vérifier le modèle ci-dessus, la modification de la charge stockée 2 par cm , peut être calculée à partir de la zone située sous la boucle d'hystérésis en trait plein de la figure 2. Ce calcul donne à 0 une valeur approxi- 12 2 3 mativement égale à 1,5 x 10 électrons/cm . Si l'on suppose une densité unifor- 5 me de particules 3 non inter-agissantes et une dimension de cellule de 50 A sous l'électrode 6, on obtient une moyenne approximative de 1,5 électrons transférés par particule sur le parcours de la boucle d'hystérésis. Ces chiffres coïncident de façon satisfaisante avec le modèle proposé tel qu'il est représenté dans les figures 3A-3F. 10 Bien que le dispositif de la figure 1 ait été commenté essentiellement sous l'aspect d'une capacité variable dotée d'aptitude de mémoire, il doit être retenu que le mode d'utilisation en tant que transistor à effet de champ est le mode de fonctionnement préféré des dispositifs contenant les particules conformes à l'enseignement de la présente invention. Le mode de fonctionnement à 15 trois bornes du dispositif de la figure 1 trouve son application dans des dispositifs de mémoire qui utilisent actuellement les éléments de mémoire de l'art antérieur évoqués au début de la présente description ou par exemple des transistors à effet de champ à seuil variable et autres dispositifs à stockage de charge. Comme pour l'agencement à capacité variable à deux bornes, la variation 20 de tension exigée est considérablement moindre que pour les agencements de l'art antérieur. Une variation de tension de 15 volts ou moins est typique pour les dispositifs de la présente invention alors que les dispositifs de l'art antérieur exigent des variations bien plus considérables. Bien que l'invention ait été particulièrement représentée et décrite en 25 se reportant à des réalisations préférées il sera évident pour les spécialistes que toutes modifications dans la forme et dans le détail peut lui être apportée sans pour autant se départir de l'esprit et des buts de l'invention. 71 32348 11 2112241 REVENDICATIONS 5 1.- Dispositif de mémoire du genre comprenant: un substrat de matériau semiconducteur; des régions de source et de drain formées dans le substrat; une électrode de porte disposée au-dessus du substrat; un matériau isolant disposé entre le substrat et l'électrode de porte, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre: une pluralité de particules discrètes, non inter-agissantes, disposées dans 10 le matériau isolant et écartées de la surface du substrat d'une distance suffisante pour permettre l'effet tunnel entre les particules et le substrat semiconducteur. une électrode disposée au-dessus d'au moins une partie du substrat; un matériau isolant disposé entre le substrat et l'électrode. Ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre: une pluralité de particules discrètes, non inter-agissantes, disposées 20 dans le matériau isolant et écartées de la surface du substrat d'une distance suffisante pour permettre l'effet tunnel entre les particules et le substrat semiconducteur. 3.- Dispositif de mémoire selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il 25 comporte en outre un contact ohmique relié au substrat et des électrodes reliées aux régions de source et de drain. 4.- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un contact ohmique sur le substrat. 5.- Dispositif de mémoire selon l'une auelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau semiconducteur est un matériau choisi dans le groupe comprenant les éléments des groupes II, III, IV, V et VI du tableau périodiaue des éléments et les composés de ces éléments. B.- Dispositif de mémoire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau semiconducteur est dopé afin de présenter l'un des types de conductivité p et n. 15 2.- Dispositif de mémoire du genre comprenant: un substrat de matériau semiconducteur; 30 35 7.- Dispositif de mémoire selon l'une quelconque des revendications précé 40 dentes caractérisé en ce que le matériau isolant est un matériau sélectionné 71 32348 2112241 dans le groupe comprenant les verres et les oxydes, nitrure, tellurures, chlorures, séléniures et fluorures des dits semiconducteurs et métaux. 0.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes ca-5 ractérisé en ce que les particules sont des matériaux susceptibles d'emprisonner des charges électroniques. 9.- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les particules sont des matériaux sélectionnés dans le groupe comportant les semiconduc- 10 teurs et les métaux. 10.- Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que les particules sont des métaux sélectionnés dans le groupe comportant les métaux réfrac-taires et les métaux nobles. 15 11.- Dispositif selon la revendication 10 caractérisé en ce que les particules sont des métaux sélectionnés dans le groupe comprenant le platine et l'argent . 20 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les particules ont une dimension inférieure à 100 A. 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les particules sont espacées d'une distance au moins 25 égale à 30 A. 14.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que les particules sont séparées d'une distance suffisante pour éviter toute conduction de charge entre elles. 30 15.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les particules sont des groupes d'ions provenant d'une source ionique externe. 35 16.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac térisé en ce aue l'électrode est constituée par un métal choisi dans le groupe comprenant l'aluminium et l'argent. 40 17.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes ca-cartérisé en ce que le matériau isolant comprend une première couche isolante disposée sur le substrat et ayant une épaisseur suffisante pour permettre la « 71 32346 13 2112241 la formation des tunnsls, et une seconde couche isolante recouvrant la première couche isolante et les particules. 18.- Dispositif selon la revendication 17 caractérisé en ce que les deux coiich8s isolantes sont constituées par le même matériau isolant. 19.- Dispositif selon la revendication 17 caractérisé en ce que les deux couches isolantes sont constituées par des matériaux isolants différents.