Brevet FR2192381A1 — publié le 19740208

L'invention concerne des jonctions redresseuses à semi-conducteur, par exemple des diodes à contact de pointe, des diodes Schottky, des diodes à jonction PIN et PN, qui peuvent être commutées d'un état de conductivité à un autre état de conductivité nettement différent avec conservation de ltétat dans lequel elles ont été commutées pendant de très longues périodes de temps et sans l'application d'aucune tension de maintien, jusqu'à ce qu'elles soient remises en l'état initial par une tension appliqueée extérieurement. Nombreuses sont les applications où il est nécessaire de commuter alternativement un dispositif d'un état distinct à un autre et de maintenir pendant une période indéfinie le dernier état dans lequel il a été commuté. La mémorisation de données binaires est l'application la plus évidente d'un tel dispositif. C'est pourquoi l'invention sera décrite à propos de cette application particulière. Néanmoins, d'autres applications apparattront au cours de la présente description, notamment celles qui exigent plus de deux états distincts dans lesquels le dispositif peut être commuté. On a largement utilisé les tores magnétiques en tant que dispositifs bistables pour la mémorisation de données, car ils permettent de réaliser une mémoire permanente. Toutefois, la demande d'une plus grande capacité de mdmorisation, d'une vitesse plus élevée et d'une meilleure compatibilité avec le reste des circuits à semi-conducteur dans une calculatrice a stimulé les recherches orientées vers une cellule de mémoire à semi-conducteur appropriée. La plupart des cellules de mémoire à semi-conducteur qui ont été mises au point utilisent plusieurs éléments actifs pour chaque cellule, ordinairement pour former un circuit bistable intégré du type Eccles-Jordan. Certes, une cellule de ce genre prend moins de place qu'une cellule à tore et elle peut être commutée à des vitesses plus élevées avec moins de puissance, mais elle ne fournit pas une mémoire permanente.En conséquence, ces cellules ne conviennent que pour des mémoires tampons et de commande ultra-rapides, mais non pour la mémorisation générale de données où une panne temporaire de courant peut provoquer la perte de la totalité des données emmagasinées. Il existe des cellules de mémoire à semi-conducteur qui n'utilisent qu'un seul dispositif par cellule, notamment la diode tunnel, mais ces cellules exigent un courant d'entretien pour maintenir le dispositif dans son second état. Par conséquent, la mémoire est non permanente. Un dispositif à deux bornes pour une mémoire permanente a été proposé par Stanford R. Ovshinsky dans le brevet des Etats-Unis n0 3 271 591. Dans ce dispositif, une matière amorphe dans la masse subit une modification déclenchée thermiquement. On considère actuellement-que cette modification est, au moins en partie, un changement de phase réversible. Après une dizaine d'années d'expérience menées sur le dispositif d'Ovshinsky, l'industrie n'est pas encore arrivée à produire une application commerciale du dispositif. Cela est dû, semble-t-il, au mécanisme de commutation impliqué qui exige un changement de phase. Pour obtenir ce changement de phase, un dispositif d'Ovshinsky nécessite une matière amorphe. Il se pourrait que la préparation d'une telle matière en quantités industrielles, avec un dégré élevé de reproductibilité de l'effet voulu, se heurte à des problèmes unsurmontables. Il serait préférable d'utiliser une matière semi-conductrice sous forme cristalline, car la technique de production commerciale de cristaux semiconducteurs avec un degré élevé de reproductibilité est très au point. Mais les phénomènes observés par Ovshinsky n'ont pas été retrouvés dans une matière monocristallîne, sans doute parce qu'une matière cristalline ne subit pas un changement de phase. Au surplus, il est signalé dans le brevet Ovshinsky qu'en cas d'utilisation d'une matière cristalline pour le dispositif, il en résulte un mécanisme sans mémoire. Par l'expression "sans mémoire", il y a lieu d'entendre que bien que le dispositif soit commuté entre deux caractéristiques tension-courant (I-V), il n'est pas stable dans ses deux états; dans l'un des états, un courant d'entretien est nécessaire, de même que dans le cas d'une diode tunnel. Ce qu'on recherche, c'est un dispositif qui présente plus d'une caractéristique I-V contrôlée par la tension avec mémoire, de sorte que l'énergie appliquée à la mémoire puisse être interrompue sans modification de l'état de caractéristique I-V du dispositif. Dans un article intitulé ttNew Phenomenon in Semiconductor Junctions - GaAs Duplex Diodes", publié par L. Esaki et L.L.Chang dans Phys. Rev. Letts. 25, 653 (1970), il est question d'une diode à jonction par alliage (GaAs dopé à l'oxy gène) qui présente deux ou plusieurs caractéristiques I-V "avec mémoire", cette expression étant ici utilisée pour donner à entendre qu'un champ ou courant électrique appliqué n'est pas nécessaire pour maintenir l'un quelconque des états de caractéristique dans lequel le dispositif a été commuté.Toutefois, dans la région polarisée en sens direct, la courbe I-V a approximativement la même forme pour les deux états; la différence consiste en ce que le courant dans le dispositif s'élève rapidement pour une tension plus basse (qui n'est inférieure que de quelques dixièmes de volt) lorsqu'il est commuté dans son second état par une tension de polarisation directe dépassant un seuil de 0,7 V environ. La transition de retour au premier état se produit lorsqu'une tension de polarisation inverse dépasse un seuil de -2,5 V environ. La différence des courbes I-V signalée par Esaki et Chang est plus marquée dans la région de polarisation inverse, mais elle n'est que de quelques dixièmes d'ampère dans une région de polarisation comprise entre -1 et -2,5 V environ où se produit la transition de retour au premier état.D'après les auteurs, cet effet d"'hystérèse" est dû à des centres profonds qui réarrangent leur structure, ce qui implique un repositionnement de l'emplacement du réseau et,en conséquence, une modification en grandeur et en sens de la distorsion du réseau. Le changement de la distorsion du réseau transforme la durée de vie des porteurs et modifie donc les caractéristiques I-V. Les centres se chargent plus positivement (ou moins négativement), probablement par capture. D'après les auteurs, ces centres sont créés par l'oxygène dans le GaAs, peut-être en combinaison avec d'autres impuretés, lacunes ou défauts. D'après ce qui apparaîtra plus nettement au cours d'une description de la présente invention, l'effet peut être dû à la capture par des centres de défaut profonds créés lors du traitement pour la production de la jonction par alliage ou lors du "formage qui, d'après Esaki et Chang, est nécessaire en général pour créer une caractéristique bistable, bien que ces mêmes auteurs affirment, dans un brevet des Etats-Unis n0 3 668 480, que si les dispositifs sont soumis à une technique de formage, la divergence entre les états manifestés de haute et de basse résistance est favorisée, ce qui donne à entendre que le formage n'est pas indispensable. Le formage est un traitement de restructuration de la jonction par chauffage par une courte impulsion pour produire une fusion et un reformage du métal et du cristal actif. En d'autres termes, étant donné que la jonction est produite par alliage et généralement par formage, il se peut que des défauts (anomalies de la structure du réseau) soient produits dans la région d'apnauvrissement de la jonction. Ces défauts produisent alors peut-être une capture qui peut modifier la caractéristique I-V. On peut supposer que les pièges se comportent différemment selon les emplacements qu'occupe l'impureté oxygène dans le réseau. D'autres auteurs ont fait des expériences sur des dispositifs de commutation et de mémoire. H.J. Hovel siqnale, dans un article intitulé Switching and Memory in ZnSe-Ge Heterojunctions", Applied Phys. Letts, 17,141 (1970), un dispositif susceptible d'être commuté d'une caractéristique I-V à une autre en 100 ns et dans le sens inverse en 10 ns. Cette vitesse de commutation est nettement supérieure à celle du dispositif d'Esaki et Chang précité qui, d'après les auteurs, s'élève à 200 Xs pour la commutation dans le sens direct et à 400 > is pour la commutation inverse. En outre, il semble que les deux états soient plus distincts, ce qui assure une lecture plus aisée et plus sûre que dans le dispositif d'Esaki et Chang.Toutefois, la technique de croissance épitaxique pour le dispositif à hétérojonction ne se prête pas à une production industrielle économique à grande échelle. D'autres techniques, par exemple l'alliage à l'interface de deux semi-conducteurs et le dépôt sous vide d'un semi-conducteur sur un autre, ne semblent pas aboutir à des résultats plus satisfaisants. En tout cas, il n'a encore jamais été signalé que des hétérojonctions produites par d'autres techniques donnent lieu au même effet d'hystérèse. Un autre dispositif, de structure MIS (métal-isolantsemi-conducteur), qui présente des caractéristiques de commutation et de mémoire, est signalé par A.W. Livingstone et J.W. Allen dans un article intitulé "ZnSe Electroluminescent Device Exhibiting Switching and Memory, Applied Phys. Letts., 20, 207 (1972). Les auteurs considèrent comme possible que la commutation est associée à un transfert de charge entre les impuretés profondes dans le semi-conducteur et des emplacements dans l'isolant où elle peut être emmagasinée. Les vitesses de commutation n'ont pas été indiquées et aucune explication de l'effet n'a été donnée, mais le dispositif apparat néanmoins comme pouvant être employé dans la mémorisation de données binaires.Toutefois, les problèmes de matières qui interviennent dans des structures MIS de ZnSe sont plus complexes et leur résolution est moins avancée qu'au sujet des diodes à jonction formée par diffusion, des diodes Schottky et des diodes à contact par pointe, notamment en silicium monocristallin. Dans un article intitulé "Bistable Switching in Metalsemi-conductor Jonctions", Phys. rev. Letts., 20, 244 (1972), A. Moser signale qu'une commutation bistable entre des courbes caractéristiques I-V a été observée dans différentes diodes Schottky au GaAs et au Si "formées". Les courbes caractéristiques I-V ont été bien définies. A l'état non commuté, la courbe est typique de jonctions redresseuses, mais m l'état commuté, elle est complètement linéaire (presque ohmique'. Toutefois, pour réaliser ce dispositif, une opération de "formage" est nécessaire et elle joue un rôle important dans la production de l'état de commutation. Le formage n'est guère souhaitable au point de vue de la fabrication, à cause de la médiocre reproductibilité qui se traduit par de faibles rendements de production et des prix de revient élevés des diodes. Dans leur communication, Chang et Esaki ne soulignent que la simple nature de donneur profond de l'impureté oxygène dans le GaAs. Ils signalent que l'oxygène se combine peut-être avec d'autres impuretés dans le GaAs et que ces complexes contribuent à la formation de centres de capture profonds. Si tant est que des complexes inconnus ou non élucidés soient responsables des phénomènes duplex que ces auteurs observent, ces complexes ne peuvent pa être contrôlés à l'heure actuelle dans le cadre d'une production industrielle à grande échelle de dispositifs utilisables dans des mémoires permanentes. Dans leur brevet, Chang et Esaki suggèrent de nouveau l'oxygène, mais ils indiquent qu'il ne s'agit que d'un exemple d'élément qui crée des niveaux profonds dans leur dispositif, et que d'autres éléments tels que l'or, le fer, le cobalt, le manganèse, le cuivre ou le nickel crèent également des centres ou niveaux profonds lorsqu'ils sont diffusés dans une matière semi-conductrice appropriée, telle que l'arséniure de gallium ou le silicium. Toutefois, la liste contient des éléments qui sont des accepteurs ou des donneurs à un seul niveau, comme le cobalt dans le silicium (accepteur unique) et l'or dans le silicium (accepteur unique et donneur unique). Voir S.M. Sze, Physics of Semi-conductor Devices, John Wiley & Sons (1969), à la page 30.En conséquence, il est évident que Chang et Esaki ne font appel à des centres de capture dans leur dispositif que comme simples niveaux profonds pour la caractéristique duplexmultiplex" qu'ils ont observée. La raison pour laquelle il n'utilisent des centres de capture que comme simples niveaux profonds est que l'effet sur lequel ils s'appuient est simplement un effet de recombinaison à un seul niveau.Cela est évident puisqu'il faut à la fois un rendement d'injection élevé et un champ de polarisation élevé pour une capture à niveaux multiples (ci-après appelée "capture provoquée par champ" et parfois appelée par d'autres auteurs capture favorisée par champ") et qu'ils ne signalent pas avoir utilisé un rendement d'injection élevé, ni indiquent une tension de polarisation qui serait suffisante pour une capture provoquée par champ, tension qui est nécessaire même s'il est prévu un rendement d'injection élevé du porteur à capturer. Au surplus ils disent explicitement qu'à leur avis, ce qui est avant tout responsable de la caractéristique duplex-multiplex observée de leur dispositif, c'est que "la différence des constantes de temps de recombinaison donne lieu à des dépendances nettement différentes du courant de recombinaison-génération à lté- gard de la tension". Pour apprécier la différence entre le dispositif de Chang et Esaki et celui de la présente invention, il est nécessaire de comprendre le phénomène de recombinaison" qui est l'annihilation d'une paire électron-trou. Si un porteur, par exemple un électron, est capturé puis combiné avec une charge de polarité opposée, en l'occurrence un trou, deux charges qui prêtaient jusqu'ici leur concours à la conduction électronique ont été supprimées du processus de conduction. Un autre porteur n'est alors capturé au même emplacement que pour être annihilé ultérieurement. Ce processus est appelé "recombinaison". Pour une étude plus complète du processus de recombinaison, tant dans les centres à niveau unique que dans les centres à niveaus multiples, on se réfèrera à Sze, op. cit. supra, aux pages 46 à 50 et on comparera avec le processus de capture provoquée par champs (favorisée par champ) qui est décrit par Sze aux pages 741 à 749. Le processus de recombinaison qui se produit normale ment, même avec des centres à niveaux multiples, ne permet à aucune charge nette de s'accumuler au niveau des centres de capture dans une jonction redresseuse pour la création d'un domaine de charge d'espace qui reste stable en cas de variation de la polarisation sur une large plage entre des tensions de seuil supérieure (polarisation directe) et inférieure (polarisation inverse).On notera que le terme "centre de capture" dans sa présente acception se rapporte non seulement à des impuretés introduites en vue de la capture de porteurs, mais aussi à toute autre impureté présente et aux complexes de toute impureté introduite ou autrement présente, ainsi qu'à tout défaut présents, dans la mesure où ils donnent lieu aux centres de capture d'accepteurs ou de donneurs recherchés, bien que le mode de réalisation préféré de l'invention soit principalement basé sur des impuretés introduites, en raison de leur nature à niveauxmultiples connue, dans la matière semi-conductrice du dispositif et que, dans la mesure du possible, elle évite la création de défauts, en raison du fait qu'il est difficile de contrôler la densité et la répartition de ces défauts et qu'une forte densité de défauts, par exemple créée par le formage de la jonction du dispositif, modifierait fortement la caractéristique du dispositif, au point que celui-ci ne serait plus une jonction redresseuse. La capture provoquée par champ est mise à profit dans l'invention pour produire au total des porteurs capturés qui crèent à leur tour un domaine de charge d'espace qui reste stable et constant lorsque le champ de polarisation élevé est réduit au-dessous d'un niveau de seuil. Pour qu'il se produise au total une capture provoquée par champ, la jonction redresseuse doit être conçue de sorte qu'elle ait un rendement d'injection élevé afin que les porteurs (par exemple les électrons) à capturer l'emportent en nombre sur les porteurs de polarité opposée (par exemple les trous).Le rôle du rendement élevé d'injection pour l'invention est important afin que la capture provoquée par champ soit prédominante, plutôt que la recombinaison. le rendement d'injection nécessaire peut être calculé d'après un système d'équations différentielles couplées non linéaires, mais il est beaucoup plus simple de le déterminer de façon empirique. L'invention a pour but de réaliser, dans un dispositif semi-conducteur, une jonction redresseuse qui puisse être commutée d'un état de conductivité dans un autre état de conductivité distinct et qui ne nécessite pas un "formage" d'après la définition donnée ci-dessus pour cette caractéristique de commutation. Ce but de l'invention est atteint, ainsi que d'autres, dans un dispositif semi-conducteur comportant une jonction redresseuse à rendement élevé d'injection de porteurs transportés à travers la jonction pendant que celle-ci est polarisée dans le sens direct. Des centres de capture sont répartis, dans la matière semi-conductrice, dans et autour de la région dappauvriss ment de la jonction redresseuse. Les centres sont choisis de sorte qu'ils aient plus d'un niveau d'énergie du même type, type qui est selectionné en vue de la capture, provoquée par champ, de porteurs transportés à travers la jonction en réponse à une tension appliquée de polarisation dans le sens direct au-delà d'un niveau de seuil.Le rendement élevé d'injection dont est dotée la jonction du dispositif concourt à une accumulation nette de porteurs capturés sous l'effet du champ pendant que la tension de polarisation directe est maintenue au-dessus du seuil, ce qui crèe un domaine de charge d'espace stable dans le trajet du courant à travers la jonction.Le domaine est stable lorsque la polarisation est abaissée au-dessous du seuil et même lorsque la tension de polarisation est complètement supprimée. La présence du domaine peut être decelée par l'observation d'une caractéristique tension-courant (I-V) inférieure de la jonction redresseuse dans des conditions de polarisation directe au-dessous du seuil. Pour commuter la jonction d'une caractéristique I-V supérieure à une caractéristique I-V inférieure, des moyens appropriés appliquent temporairement une tension de polarisation au-dessus du niveau du seuil.Le dispositif peut être une diode cas sique, par exemple une diode à contact de pointe, une diode Schottky, une diode PN ou PIN. Dans des conditions normales de polarisation en sens direct et inverse (entre des limites prédéterminées empiriquement), la jonction présente un unique état de conductivité (caractéristique I-V) de façon répetitive chaque fois qu'une tension de polarisation est appliquée. Une fois que la limite de polarisation directe ou niveau du seuil supérieur pour la capture provoquée par champ (c'est-à-dire la capture en un emplacement à plus d'un niveau d'énergie) est dépassé, un domaine de charge d'espace est formé dans le trajet du courant à travers la jonction et celle-ci passe dans un second état de conductivité.Ce second état est maintenu pendant des périodes prolongées, sans application de tension d'entretien, jusqu'à la remise en l'état initial par une tension appliquée qui polarise en sens inverse la jonction pour annihiler le domaine ou qui polarise en sens direct la jonction en vue d'une recombinaison normale qui annihile le domaine. L'invention concerne également un transistor comportant une jonction émetteur base et une jonction collecteur base, l'une de ces jonctions étant sélectionnée de façon à être fabriquée avec un matériau cristallin semi-conducteur de manière qu'elle ait un rendement élevé d'injection de porteurs devant être transportés à travers ladite jonction sélectionnée sous l'effet d'une polarisation en sens direct. Le transistor conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend des centres de capture introduits dans ledit matériau semi-conducteur dans une région d'appauvrissement de ladite jonction sélectionnée, et autour de celle-ci, lesdits centres étant sélectionnés pour être des accepteurs multiples ou des donneurs multiples dans ledit matériau semi-conducteur afin de capturer lesdits porteurs qui sont transportés à travers la jonction sélectionnée lors de l'apparition d'une tension de polarisation en sens direct, la concentration desdits centres étant choisie de façon à produire un domaine stable de charge d'espace lorsque la capture induite par champ desdits porteurs par lesdits centres de capture intervient en réponse à une tension de polarisation en sens direct dont la valeur dépasse un niveau de seuil prédéterminé, ledit domaine de charge d'espace étant stationnaire et produisant une modification de la caractéristique courant-tension dudit transistor, des moyens pour polariser la jonction qui n'a pas été sélectionnée de façon que lesdites jonctions coopérent pour fonctionner en tant que transistor, et des moyens pour appliquer de façon sélective ladite tension de polarisation en sens direct dont la valeur dépasse ledit niveau de seuil à travers la jonction sélectionnée, de sorte que la caractéristique du transistor soit commutée d'une première caractéristique courant-tension à une seconde caractéristique courant-tension en réponse à ladite création de domaine. L'invention pourra être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, considéré en liaison avec les dessins ciannexés, sur lesquels la ficr 1 représente une série de diodes de mémoire selon l'invention, la fig. 2 reproduit des courbes caractéristiques tension-courant pour deux états stables de conductivité d'une diode de la série representée sur la figure 1, la fig. 3 est un schéma conforme à l'invention d'un circuit utilisé pour activer, d'une autre manière, une diode contenue dans une zone de mémoire organisée par mots, la fig. 4 reproduit des courbes caractéristiques tension-courant pour la jonction émetteur-base d'un transistor en montage émetteur commun, lors de la commutation d'un état à l'autre selon la présente invention et, les fig. 5 et 6 représentent les caractéristiques d'un transistor en montage émetteur commun. lorsque la jonction émetteur-base est respectivement dans l'un et l'autre des états représentés sur la fig. 4. La fig. 1 représente une série de diodes de mémoire réalisées selon la présente invention et organisées par mots dans une matrice de manière particulièrement nette. Chaque diode, par exemple la diode 12, est une diode à contact de pointe, Schottky, à jonction PIN ou PN, de préférence cette dernière, et elle contient des accepteurs ou des donneurs multiples, selon ce qui convient, diffusés dans la matière active du semi-conducteur,afin qu'elle soit commutée entre des caractéristiques I-V stables, selon ce qui sera décrit plus complètement ci-après.Pour distinguer le symbole utilisé pour une semblable diode spécialement préparée (qui sera parfois appelée diode de mémoire" ci-après) du symbole couramment adopté pour représenter des diodes redresseuses classiques, on a tracé une ligne à travers le#triangle du symbole de la diode classique. Quant au reste, le symbole est le même que celui d'une diode classique, le triangle représentant l"'anode" et la barre extérieure représentant la "cathode". Un réseau 14, prévu pour sélectionner et exciter les "lignes Y", est connecté à plusieurs conducteurs "de rangée, tandis qu'un réseau 16, prévu pour sélectionner et exciter des "lignes X", est connecté à plusieurs conducteurs "de colonne" dans la matrice. Chaque ligne Y sélectionne un mot dans la mémoire et le nombre de lignes X est déterminé par le nombre de bits ou chiffres binaires par mot. Une semblable matrice de diodes pourra fonctionner de la même manière qu'une mémoire à tores par courant coïncidence avec des tensions demi-sélection appliquées aux lignes X et Y de la cellule de mémoire de diodes voulue.Par exemple, pour commuter une diode donnée dans un état de faible conductivité, une impulsion de tension demi-sélection négative peut être appliquée à la ligne X correspondante, tandis qu'une impulsion demi-sélection positive est appliquée en même temps à la ligne Y correspondante. Les polarités seront inversées pour ramener la diode dans un état de conductivité élevée. S'il y a lieu d'écrire un mot entier à la fois, tous les bits du mot sont d'abord remis en l'état initial par une grande impulsion appropriée ayant la polarité requise, appliquée à la ligne Y concernée. Une écriture sélective est alors effectuée par l'application d'impulsions demi-sélection ayant les polarités requises à la ligne Y et aux lignes X voulues. Une lecture électrique directe à de faibles niveaux de tension est effectuée par l'application d'une impulsion demisélection positive à la ligne Y et par la mesure des courants qui passent dans les lignes X,à travers des résistances de charge dans le réseau 16 de sélection et d'excitation. En fonctionnement (dans le cas d'une structure de diode typique), chaque diode présente les mêmes caractéristiques I-V de base pendant l'application, à travers elle, d'une tension de polarisation comprise dans une gamme de 0 volt à t2 V environ. Cette caractéristique I-V, représentée par une ligne AB sur la fig. 2, est typique de toutes les diodes redresseuses des types à diffusion (PIN et PN), Schottky et à contact de pointe. Dans les diodes selon l'invention,- le fonctionnement selon la caractéristique I-V de base est appelé "état 1". Une fois que la tension de polarisation s'est élevée au-delà du niveau de seuil supérieur, de l'ordre de +2 V, on observe une caractéristique de courant différentiel négatif (CDI,). Le fonctionnement s'établit rapidement dans un état où le courant augmente lorsque la tension de polarisation s'élève, mais selon une seconde courbe caractéristique I-V, désignée par AD. Lorsque la tension de polarisation est réduite vers zéro, c'est cette seconde courbe caractéristique (AD) qui est suivie. Cette seconde caractéristique I-V est appelée "état 2". Dans la région polarisée en sens inverse, les courbes caractéristiques I-V des deux états peuvent ne différer que légèrement, comme le montre la fig. 2. Entre -2V environ et + 0,6 V environ, il n'est parfois pas facile de distinguer les niveaux de courant des deux états, comme tel est le cas de l'exemple représenté sur la fig. 2, selon le mode de réalisation particulier de la diode. La modification des caractéristiques ne devient marquée qu'au-dessus du niveau prédéterminé, de l'ordre de +0,6 V. Par contre, entre le niveau de polarisation et le niveau de seuil supérieur, l# modification de la caracté#ristique devient progressivement de plus en plus marquée. Au niveau de seuil, c'està-dire à +2 V environ, la caractéristique I-V passe de l'état à courant fort (AB) à l'état à courant faible (AD).Cela donne une large gamme de polarisation (+0,6 à +2 V) pour une lecture électrique directe faible. Par exemple, à + 1,2 V, il existe une différence significative des états de conductivité, différence qui permet une lecture non destructive précise de l'état de la diode sans que celle-ci soit commutée intempestivement. Pour ramener une diode donnée de l'état 2 à l'état 1, la tension de polarisation inverse est élevée au-delà du seuil négatif (de l'ordre de -0,8 V dans le cas présent) et la caractéristique I-V de l'état 1 est rapidement rétablie. Une autre solution consiste à polariser la diode dans le sens direct, nettement au-delà du niveau de seuil supérieur, selon ce qui sera décrit plus en détail ci-après. Toutefois, pour une plus grande sûreté de retour dans l'état 1, on préfèrera la technique de la polarisation inverse. Si la tension de polarisation est complètement supprimée, par exemple lorsque la zone de mémoire n'est pas adressée ou en cas d'interruption de l'alimentation pour une raison quelconque, la caractéristique I-V de chaque diode est maintenue dans l'état existant (faible conductivité ou conductivité élevée) pendant des périodes très prolongées, ce qui donne donc lieu à une mémoire permanente. Pour lire une diode donnée, une tension de polarisation directe est appliquée au-dessous du niveau de seuil supérieur. L'état dans lequel la diode a été commutée en dernier lieu peut être déterminé par la mesure du niveau de cou rant à travers la diode en fonction de la tension de polarisation appliquée.Cette propriété de mémorisation sûre, combinée à la caractéristique de commutation rapide, fait de cette nouvelle diode un dispositif idéal pour des mémoires universelles à accès libre, en particulier dans les modèles qui comportent des circuits intégrés de lecture-écriture. Le mécanisme par lequel, semble-t-il, une diode selon l'invention peut être commutée, entre des caractéristiques I-V stables va maintenant être décrit. Comme on l'a mentionné précé- demment, la caractéristique normale (état 1) d'une diode typique dans la région polarisée en sens direct suit la courbe AB de la fig. 2. Lors de la polarisation à la tension de seuil de +2 V environ (des tensions de seuil dans le sens direct de l'ordre de 1 à 3 V ou davantage sont possibles), on observe que la conductivité de la diode passe dans le second état, retombant de AB à AD. De toute évidence, un nombre infini d'états de conductivité peuvent être obtenus, ce qui rend cette diode utilisable dans une mémoire analogique, mais seuls les états 1 et 2 méritent l'attention en ce qui concerne l'invention.Lors d'une polarisation inverse vers la tension de seuil négative de l'ordre de 0,8 V, la diode passe de l'état de faible conductivité (AD) à l'état de conductivité élevée (AB). Le mécanisme qui intervient dans la commutation de la diode de l'état 1 à l'état 2 est la création d'un domaine dans la région d'appauvrissement de charge d'espace de la diode, par la capture, provoquée par champ, de porteurs dans les atomes de donneur (ou d'accepteur) multiple. La présence de ce domaine modifie la charge d'espace dans la région d'appauvrissement et, par suite, modifie le courant à travers la jonction. Pour ramener la diode dans l'état 1, le domaine est annihilé par la tension de polarisation inverse par le moyen d'une ionisation par choc ou de l'effet Frenkel-Poole, ou par recombinaison de porteurs capturés avec des porteurs injectés dans des conditions de polarisation directe suffisamment élevée. Les considérations suivantes permettront de comprendre la modification de la région de charge d'espace, la création d'un domaine et l'hystérèse qui en résulte (ctest-à-dire la nature permanente de la mémoire). Comme on le sait, des domaines de charge d'espace à progression lente ou presque stationnaires sont créés dans des conditions de champ électrique intense dans les barres de semi-conducteur résistant, avec la compensation de donneurs multiples ou d'accepteurs multiples. Les matières semiconductrices les plus courantes sont énumérées dans un tableau, avec des donneurs et accepteurs simples et multiples, par Sze, op. cit. supra. Certes, ce tableau n'est pas complet en ce qui concerne toute les impuretés possibles, ni en ce qui concerne toutes les matières semi-conductrices disponibles, mais il donne suffisamment d'exemples pour permettre un choix en fonction des applications particulières et des conditions de fonctionnement ambiantes. Dans le silicium par exemple, le cuivre est cité comme étant un accepteur triple; le fer et le soufre sont mentionnés comme donneurs doubles; et le nickel et le zinc sont cités comme accepteurs doubles. Dans l'arséniure de gallium, le cuivre est cité comme un accepteur quadruple et, dans le germanium, l'or est indiqué comme étant un accepteur triple. Si l'on considère une jonction PN dans le silicium, conçue de sorte qu'elle ait un rendement élevé d'injections des porteurs à capturer et un champ interne intense, une diode de commutation à mémoire est fabriquée en introduisant simplement des atomes de cuivre, par exemple par diffusion, dans la matière semi-conductrice de sorte que la région d'appauvrissement de. la diode soit munie d'un nombre suffisant de pièges à niveau profond. Lorsque le premier porteur (e-) est capturé par un atome de cuivre, un champ électrique est produit autour de l'atome. Un deuxième et un troisième porteurs ne peuvent alors s'approcher de l'emplacement pour être capturés que sous l'influence d'un champ électrique interne suffisamment intense. Si le champ est assez intense, les porteurs acquièrent suffisamment d'énergie pour vaincre le champ statique qui entoure l'emplacement de capture et un autre porteur est capturé. Cela augmente encore le champ statique, mais si le champ interne de la diode est suffisant, encore un autre porteur sera capturé, remplissant ainsi l'emplacement de capture d'un atome de cuivre. Il a été observé que cette capture provoquée par champ (FIT) = Field-induced Trapping) crèe un domaine de charge d'espace à progression lente dans des barres de semi-conducteur résistant, selon ce qui a été signalé ci-dessus.Ce qui a été découvert ici, c'est que ce même effet de capture dans une jonctionredresseuse d'une diode crèe un domaine essentiellement stationnaire et, en outre, que quand la tension appliquée est supprimée, le champ électrique intense inhérent dans la région d'appauvrissement de la diode redresseuse et la profondeur des pièges entretiennent le domaine pendant de très longues périodes de temps. Au bout de quatre jours d'observation, on n'a noté aucun changement, ce qui implique une mémoire permanente. La présence du domaine de FIT modifie la distribution des charges dans la région de la jonction et, de la sorte, modifie le transport de courant à travers la jonction. On notera que la portée du champ électrique inhérent dans la diode est petite, ce qui signifie que le domaine sera limité à une petite région dans la jonction ou à proximité de celle-ci. Le transport de courant modifié à travers la jonction suppose obligatoirement une modification de la caractéristique I-V. Il a été découvert par ailleurs que le domaine créé dans une diode à FIT pouvait être annihilé par ionisation par choc ou libération par effet Frenkel-Poole des porteurs capturés, ou par recombinaison avec des porteurs injectés ayant la polarité requise, sous l'influence d'une impulsion de tension qui polarise en sens inverse la diode au-dessous d'un seuil prédéterminé. Ce seuil inférieur peut être lui aussi déterminé de façon empirique. Si la polarisation directe est augmentée nettement audelà du point de création d'un domaine stationnaire, le domaine peut être détruit, ce qui remet la diode en l'état initial. Toutefois, il est préférable de remettre la diode en l'état initial par l'application d'une polarisation inverse. Peu importe, semble-t-il, quels sont ces niveaux prédéterminés pour le positionnement et la remise en l'état initial par polarisation directe et inverse de la diode, pourvu que les niveaux de seuil soient dépassés et que des niveaux produisant les effets opposés ne soient pas atteints. En tout cas, les tolérances relatives aux tensions de polarisation de commutation à appliquer peuvent être déterminées de façon empirique. La tolérance relative à la tension de polarisation directe revêt un intérêt particulier pour commuter la diode dans un état de faible conductivité qui soit pratiquement le même. Toutefois, dans la plupart des applications et notamment dans une mémoire binaire, il n'est pas nécessaire de commuter la diode dans le même état de conductivité, pourvu qu'elle soit commutée suffisamment pour permettre une distinction entre l'état de faible conductivité et l'état de conductivité élevée. Comme on vient de l'indiquer, l'état de faible conductivité est dû à la présence d'un domaine créé. La taille du domaine créé détermine la caractéristique I-V de la diode commutée. En conséquence, pour obtenir les meilleurs résultats, la diode sera contrôlée de sorte qu'elle produise pratiquement le même domaine chaque fois qu'elle est commutée et qu'eue annihile complètement le domaine chaque fois qu'elle est remise en l'état initial. Cela sera facilité si l'on garde à l'esprit cet objectif de contrôle à la conception de la diode. Les exigences ou critères de conception pour la diode sont les suivants :rendement élevé d'injection de porteurs de FIT; champ incorporé élevé à la polarisation nulle, mais inférie# à celui qui pourrait détruire le domaine; niveaux et gradients de dopage, dimensions, etc. de la jonction, choisis de sorte que se produise la formation du domaine; et impureté d'accepteur ou de donneur multiple, introduite dans la matière semi-conductrice au moins dans toute la région d'appauvrissement de la diode avec une densité suffisante pour assurer le courant différentiel négatif voulu. Dans les limites de ces exigences, tout type de diode peut être utilisé à partir de toute matière semi-conductrice connue. Les caractéristiques particulières d'un type donné peuvent différer de celles d'autres types, ce qui donne à entendre que des caractéristiques optimales peuvent être atteintes pour une appui cation particulière. Il est également possible d'y associer d'autres caractéristiques compatibles des diodes. Par exemple, si l'on utilise le phosphure de gallium, on peut concevoir une diode émettrice de lumière à mémoire. L'homme de l'art imaginera encore d'autres modifications, variantes et formes de cette nouvelle diode à jonction, notamment lorsque plus de deux caractéristiques I-V distinctes sont nécessaires. A titre d'illustration sans aucune intention limitative, quatre exemples de diodes réalisées selon l'invention vont maintenant être décrits. Pour une diode à diffusion PN, on fabrique par la technique "planar" usuelle une jonction p-n par double diffusion. Par exemple, si l'on utilise un substrat de n-Si de 1 ohm-cm, du bore est déposé à 9500C à partir d'une source de BBR3. Puis le bore est diffusé à 1450 C dans une atmosphère d'oxygène sec jusqu'à une profondeur de l'ordre de 3 microns avec une concentration superficielle résultante de 1018 atomes de bore/cm3. Du phosphore est déposé à 9500C à partir d'une source de Pool3. Puis le phosphore est diffusé à 11500C dans une atmosphère d'oxy gène sec jusqu'à 1,5 micron environ, avec une concentration superficielle résultante d'environ 1021 atomes de phosphore/cm3. Du cuivre est ensuite déposé sur la face du substrat opposée à la jonction. L'ensemble est alors scellé dans un tube fermé et placé dans un four à 760 C pendant 8 heures pour diffuser le cuivre. Cette température appliquée pendant cette période a pour effet de saturer une plaquette de semi-conducteur typique ayant l'épaisseur habituelle de 0,203 à 0,304 mm à une concentration de 2 x 101 atomes/cm3.Après quoi, le cuivre résiduel est éliminé par corrosion et des conducteurs sont appliqués par métallisation selon le mode usuel.L'ensemble de diodes peut contenir jusqu'à 6000 diodes ou davantage, interconnectées par des conducteurs de la façon représentée sur la fig. 1. La concentration d'impuretés profondes, le cuivre dans l'exemple ci-dessus, est réglée en fixant la température du four à une valeur qui convient pour la solubilité à l'état solide de l'impureté (Sze, supra, pu32). On laisse alors la diffusion se produire pendant un temps suffisant pour que la solubilité soit atteinte ou très près d'être atteinte. Selon un autre mode de fonctionnement, la diffusion peut s'effectuer à une température plus élevée, la concentration requise étant atteinte en un temps fixé plus bref, temps qui est déterminé de façon empirique. L'une et l'autre de ces techniques s'appliquent aussi bien dans les exemples suivants. Dans une diode Schottky, une jonction de type barrière Schottky an Al/n-Si est confectionnée avec un anneau p+ selon le mode usuel. On utilise une couche épitaxique de type n de 1 ohm-cm et de 10 microns sur un substrat n+. Avant la métallisation, du cuivre métallique est déposé sous vide sur la face arrière du substrat. Le cuivre est diffusé dans un tube hermétique à 7600C pendant 8 heures et l'excédent est éliminé par corrosion. Puis une barrière de Schottky en Aluminium et des contacts ohmiques sont confectionnés selon le mode habituel. Pour une diode à contact de pointe, on utilise une plaquette n/n+ avec une couche épitaxique de 1 ohm-cm et de 10 microns Une surface arrière dégénérée (à l'opposé de la couche épitaxique n) est revêtue par dépôt sous vide d'une couche de cuivre métallique. Puis le cuivre est diffusé de même que dans les autres exemples. Après que le cuivre en excès a été éliminé par corrosion, un contact ohmique est confectionné pour le substrat n+ et un contact par pointe est formé pour la surface épitaxique n, l'un et l'autre selon le mode habituel. Un autre exemple de diode à mémoire est représenté par une diode à diffusion P X N qui présente l'aptitude à être commutée dans un état intermédiaire entre l'état 1 et l'état 2, par simple réglage du temps pendant lequel la tension de polarisation directe est appliquée. On y parvient en concevant la diode de sorte qu'elle ait une capture suffisamment lente pour que la création du domaine puisse être arrêtée en un point quelconque par réduction de la tension de polarisation directe appliquée. En bref, cette diode P X N est fabriquée sur une plaquette de silicium épitaxique p+ - p de 4 microns, rendue dégénérée par du bore déposé à partir d'un source de BBr3 et diffusé à 10100C pendant 15 mn (opération qui est suivie d'une croissance d'oxyde à sec pendant 5 mn). Une fenêtre est pratiquée par décapage dans la couche d'oxyde (SiO2) sur la face frontale (épitaxique), la face arrière étant protégée. Du phosphore en provenance d'une source de POIL3 est diffusé à travers la fenêtre pendant 15 mn à 950 C. Puis une couche protectrice d'oxyde est formée par croissance au-dessus de la fenêtre. La couche protectrice de Si02 sur la face arrière de la plaquette est ensuite éliminée et on y dépose du cuivre.Le cuivre déposé est ultérieurement diffusé dans la plaquette à 8000C pendant 3 h et 20 mn. Enfin, des contacts d'aluminium sont confectionnés sur les faces avant et arrière pour complèter la diode multistable. Cette diode multistable pourra être utilisée de multiples manières. Par exemple, l'amplitude d'un signal de tension échantillonné peut être convertie en un intervalle de temps proportionnel et cet intervalle de temps peut servir pour régler la taille du domaine dans la diode. Le signal lu à partir de la diode aura donc une amplitude proportionnelle à l'amplitude échantillonnée. Dans chacun de ces exemples, la concentration de cuivre était la même, mais seulement parce que d'autres paramètres ont été convenablement choisis pour cette concentration. Principalement, un rendement élevé d'injection (supérieur à 50% environ et aussi voisin que possible de 100% pour assurer une formation rapide du domaine de charge d'espace stable) a été choisi en fonction du porteur qui doit être capturé sous l'effet du champ. La concentration de l'impureté d'accepteur multiple utilisée, à savoir le cuivre, doit être suffisamment grande pour qu'au moment où se produit la capture des porteurs, il apparaisse une modification notable de la charge d'espace dans la région d'appauvrissement, Pour le piège profond, on choisit un accepteur (ou donneur) multiple de sorte que la capture provoquée par champ puisse se produire. La vitesse de capture sur l'impureté doit être assez fortement dépendante du champ électrique pour qu'il en résulte une conductivité différentielle négative. Cette propriété de l'impureté, ainsi que la concentration, peuvent être trouvées de façon empirique. Etant donné que la capture provoquée par champ exige un rendement d'injection élevé, il est raisonnable de supposer que quiconque voudra appliquer l'invention rendra ce rendement aussi élevé que possible ( > 99%, comme dans les exemples donnés) ou au moins aussi élevé que cela parait nécessaire, d'après l'expérience. Il peut être intéressant de calculer le rendement d'injection minimal nécessaire dans un modèle particulier de jonction redresseuse, mais il n'est pas utile de déterminer la limite inférieure pour mettre l'invention en pratique. Naturellement, la limite supérieure est un rendement de 100%. En conséquence, il n'est pas indispensable de connaitre les limites de rendement d'injection.On peut dire que le rendement d'injec tion d'électrons, #an doit être nettement supérieur à 50; si l'on veut que se produise une formation de domaine entretenue lorsqu'il s'agit de dispositifs au silicium dopé au cuivre, et qu'il doit être nettement inférieur à 50% dans le cas de dispositifs au silicium dopé au fer. Par exemple, la diode de la figure 2 a un rendement Y > 99% (rendement d'injection de trous n C 1%). Cette jonction dopée au cuivre présente des propriétés de commutation et de multistabilité parce que le cuivre dans le silicium est un accepteur multiple, tandis qu'une jonction semblable dopée au fer n'en présente pas parce que le fer dans le silicium est un donneur multiple.Une jonction dop#ée au cuivre dans laquelle #n > 1#' ne commute pas pour la simple raison que le niveau d'injection d'électrons est trop bas pour que les emplacements de l'accepteur cuivre capturent des électrons à une vitesse supérieure à la vitesse de recombinaison concurrente. Une jonction semblable dopée au fer est commutée, produisant une capture de trous provoquée par champ, comme on pouvait s'y attendre. Dans la gamme de rendement 'd'électrons comprise entre 1% et 99% pour une jonction dopée au cuivre, on peut déterminer empiriquement le pourcentage précis pour lequel la commutation ne se produit plus. Lors de la conception des diodes, la concentration de dopage (dans le cas de jonctions p-n des diodes PN et PIN) ou le travail d'extraction du métal et le niveau de dopage du semiconducteur (dans le cas de la diode Schottky) doivent être choisis de sorte que le champ interne de la jonction soit suffisamment grand pour qu'un courant différentiel négatif puisse se produire, même dans des conditions de polarisation directe. D'après ce qui est représenté sur la figure 3, une autre possibilité pour exciter une diode D1 dans une zone de mémoire organisée par mots consiste à utiliser un-transistor QI, afin de la commuter plus rapidement. Pour écrire dans la diode, on commence par appliquer à la ligne Y une grande impulsion négative qui ramène la diode D1 ainsi que toutes les autres diodes connectées à la même- ligne Y, au niveau de conductivité élevée. Pour commuter l'état de la diode individuelle Dl, le transistor correspondant Q1 est activé par l'application d'une impulsion positive à sa base, tandis qu'une impulsion positive est appliquée à la ligne Y.La diode D1, qui sert de charge pour le transistor, conduit un courant fort pour passer plus rapidement à l'état de faible conductivité. La lecture de la diode de mémoire est effectuée par l'application d'une impulsion positive à la ligne Y et par la mesure du passage de courant à travers la ligne de détection. Cette ligne est connectée à la diode de mémoire D1 par une diode tampon D2 et elle est raccordée de la même manière à toutes les diodes de mémoire de la même position de bit dans d'autres emplacements de mot, par l'intermédiaire d'autres diodes tampons. Une jonction redresseuse multistable fabriquée d'après la présente invention peut encore être utilisée dans un transistor. La commutation de la caractéristique I-V de la jonction redresseuse à une caractéristique I-V plus basse dans des conditions de polarisation directe au-dessus d'un seuil prédéterminé provoque la commutation de la caractéristique I-V du transistor à une caractéristique I-V plus basse. On considèrera par exemple un transistor NPN à double diffusion, primitivement fabriqué par la technique classique de traitement planar.. Le substrat est du silicium épitaxique n-n + avec un niveau de 15 3 dopage d'environ 5 x 10 atomes de phosphore . Le dépôt préalable de la base p est effectué à 950qu à partir d'une source de BBr3.Puis, la base est diffusée jusqu'à une profondeur d'environ 3 microns à 1150 C, avec une concentration superficielle résultante de 1018 atomes de bore/cm3. Le dépôt préalable de l'émetteur n+ est effectué également à 9500C à partir d'une source de Pool3. L'émetteur est diffusé à 1,5 micron environ (largeur de la base, 1,5 micron) avec une concentration superficielle résultante de l'ordre de 1021 atomes 3 de phosphore/cm . Le transistor résultant a un gain de courant ( )(O) ( )(O) de 500 environ, le rendement d'injection d'émetteur étant probablement le facteur de limitation. Ce rendement d'injection est délibérément rendu élevé pour assurer la formation d'un domaine de charge d'espace stable par capture provoquée par champ. Un accepteur multiple (cuivre) est alors introduit dans le substrat, dans la jonction émetteur base et autour de celle-ci, pour fournir les emplacements de capture profonde. Les emplacements de capture profonde doivent être des centres de donneur multiple pu d'accepteur multiple pour que la capture provoquée par champ puisse se produire La vitesse de capture aux emplacements de capture doit dépendre assez fortement du champ électrique pour produire une conductivité différentielle négative. La concentration d'impuretés d'accepteur (ou de donneur) multiple, en l'occurence les atomes de cuivre, doit être suffisamment grande pour qu'il se produise une conductivité différentielle négative, donnant lieu à la création d'un domaine de charge d'espace dans le trajet de courant de la jonction base-émetteur. Le taux, 2 x 1016 impuretés profondes/cm3 dans cet exemple, est déterminé empiriquement et la concentration est alors réglée par diffusion du cuivre pendant 8 h à une température spécifiée, 7600C dans l'exemple considéré. La diffusion du cuivre diminue d'un facteur deux le gain de courant. La caractéristique de rupture et l'impédance de sortie sont fortement réduites l'une et l'autre. Ce transistor peut être utilisé de la même manière que la diode, en considérant simplement que la jonction émetteurbase est la diode à mémoire et en polarisant l'autre jonction en vue d'un fonctionnement coopératif des deux jonctions en tant que transistor, c'est-à-dire en connectant le collecteur à une source de tension (+Vcc) par l'intermédiaire d'une résistance de limitation de courant. La jonction émetteur-base a une caractéristique I-V de base (état 1) et une seconde caractéristique I-V (état 2) dans laquelle elle peut être commutée, selon ce qui est représenté sur la figure 4. La caractéristique tension-courant dans le sens direct de la jonction émetteur-base est semblable pour les deux états pour des polarisations inférieures à 0,6 V. Des états de courant fort et faible apparaissent manifestement au-dessus de ce point. Les caractéristiques du transistor pour les états 1 et 2, représentées respectivement sur les figures 5 et 6, présentent des régions de saturation et des impédances de sortie dissemblables. Le béta est approximativement identique pour les deux états, ce qui indique que le rendement d'injection de émetteur n'est pas modifié radicalement par la commutation. Manifestement, la recombinaison ne joue qu'un rôle mineur à cet égard.En outre, les caractéristiques tension-courant de la jonction émetteurbase révèlent une valeur n bien définie de 1,2 seulement ce qui indique une faible recombinaison surprenante. La résistance qui relie le collecteur du transistor à une source de tension de polarisation (Vcc) établit la ligne de charge pour les deux états. La détection de l'état est effectuée simplement en excitant le transistor avec un courant de base intermédiaire, Ib, et à noter la tension collecteurémetteur Vce Cela suppose un montage à émetteur commun du transistor. Si c'est la jonction base-collecteur qui est choisie pour la commutation, on obtient une disposition similaire en introduisant des impuretés de donneur multiple, par exemple du fer, dans ce transistor NPN à double diffusion, et en connectant le transistor en un montage à collecteur commun. Les caractéristiques I-V du transistor pour les deux états auront la même forme que pour les deux états du transistor à émetteur commun. La raison pour laquelle un type opposé de centres de capture (donneurs) est introduit pour la commutation de la jonction basecollecteur est que les porteurs qui sont transportés à travers cette jonction pour être capturés sont des trous, au lieu d'être des électrons.Si l'on utilise un transistor PNP, les porteurs de la jonction base-collecteur sont des électrons, de sorte qu'on utilisera des accepteurs à niveau multiple pour la capture, de même que dans la jonction base-ometteur d'un transistor NPN. De la même façon, si l'on utilise un transistor PNP, les porteurs de la jonction base-émetteur sont des trous, de sorte que des donneurs à niveau multiple seront utilisés pour la capture, de même que dans la jonction base-collecteur du transistor NPN. Nombreux sont les avantages qui résultent de l'utilisation, dans des mémoires, de ce nouveau dispositif qui peut être appelé dispositif FIT pour des raisons évidentes. L'obtention d'une mémoire permanente est peut-être le plus important, mais une densité élevée de bits ou unités binaires (1,5 . 1015 bitsk=~) et une lecture directe non destructive représentent d'autres avantages importants. Les circuits de lecture-écriture peuvent être fabriqués sur la même plaquette de semi-conducteur que la zone de mémoire et les tensions de commutation sont faibles, de l'ordre de + 2 V et de - 2 V. Le produit temps-puissance de commut#ation est également faible.Toutefois, on peut faire varier les tensions de commutation vers le haut ou vers le bas en déterminant empiriquement les paramètres de la diode, notamment la concentration des impuretés de donneur multiple ou d'accepteur multiple et la concentration des impuretés de donneur peu profond et d'accepteur peu profond. Cette dernière concentration règle le champ interne de la jonction. Si l'on utilise la technique planar de confection des transistors, mise au point pour des circuits intégrés, le prix de revient par bit pourra être très faible. D'autres avantages encore apparaîtront à l'homme de l'art. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses-parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif semiconducteur comportant une jonction redresseuse avec rendement élevé d'injection des porteurs transportés à travers cette jonction tandis que celle-ci est polarisée dans le sens direct, ce rendement d'injection s'appliquant au type de porteurs qui doit être capturé, ce dispositif étant fabriqué en une matière semiconductrice cristalline et ladite jonction comportant une région d'appauvrissement, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison : des centres de capture distribués dans la matière semiconductrice dans la région d'appauvrissement et autour de celle-ci, ces centres étant choisis de sorte qu'ils aient plus d'un niveau d'énergie du même type sélectionné en vue d'une capture, provoquée par champ, des porteurs transportés à travers la jonction en réponse à une tension appliquée de polarisation directe au-dessus d'un niveau de seuil, le type des centres étant choisi en vue de la capture du type de porteurs qui sont transportés à travers la jonction dans des conditions de polarisation directe, ledit rendement élevé d'injection entretenant une accumulation nette de porteurs capturés sous l'effet du champ tandis que la tension de polarisation directe est maintenue au-dessus du seuil, ce qui crée un domaine de charge d'espace stationnaire dans le trajet de courant à travers la jonction, ce domaine étant stable lorsque la polarisation est réduite au-dessous du seuil et lorsque la tension de polarisation est complètement supprimée, et ce domaine pouvant être détecté par l'observation, dans des conditions de polarisation directe au-dessous du seuil, d'une caractéristique tension-courant de la jonction redresseuse qui est plus basse que la première caractéristique tension-courant dans des conditions de polarisation directe au-dessous du seuil ; et des moyens pour appliquer temporairement la tension de polarisation audessus du niveau de seuil, d'où il résulte que la jonction est commutée d'une première caractéristique tension-courant à une seconde caractéristique tension-courant plus basse en réponse à ladite tension de polarisation directe au-dessus du seuil. 2. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé en ce que ce dispositif est une diode. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les porteurs sont des électrons et les centres sont des accepteurs à niveau multiple. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les porteurs sont des trous et les centres sont des donneurs à niveau multiple. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour appliquer temporairement une tension de remise en l'état initial pour annihiler le domaine de charge d'espace, de façon à ramener sélectivement la diode à la première caractéristique tension-courant. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens à tension de remise en l'état initial appliquent ladite tension de remise en l'état initial avec une polarité qui polarise en sens inverse la jonction redresseuse. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diode se compose d'une jonction PN et en ce que les concentrations de dopage utilisées pour créer cette jonction PN sont choisies de telle sorte qu'une capture provoquée par champ se produise en réponse à la tension de polarisation directe, ce qui a pour effet de créer ledit domaine. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diode est constituée par une barrière de Schottky entre un métal et le semiconducteur, et en ce que le travail d'extraction du métal et le niveau de dopage du semiconducteur sont choisis de telle sorte qu'une capture provoquée par champ se produise en réponse à la tension de polarisation directe, ce qui donne lieu audit domaine. 9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diode est constituée par une jonction à contact par pointe, et en ce que les concentrations de dopage dans le semiconducteur, utilisées pour créer la jonction à contact par pointe, sont choisies de sorte qu'il se produise une capture provoquée par champ en réponse à la tension de polarisation directe, ce qui donne lieu audit domaine. 10. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diode est constituée par une diode PIN comportant une région à forte conductivité P, une région à forte conductivité N et une région intermédiaire à faible conductivité I se composant de matière semiconductrice non dopée, faiblement dopée par des impuretés de type p ou faiblement dopée avec des impuretés de type n. 11. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diode est constituée par une diode émettrice de lumière. 12. Transistor comportant une jonction émetteur-base et une jonction collecteur-base, l'une de ces jonctions étant sélectionnée de façon à être fabriquée avec un matériau cristallin semiconducteur, de manière qu'elle ait un rendement élevé d'injection de porteurs devant être transportés à travers ladite jonction sélectionnée sous l'effet d'une polarisation en sens direct, caractérisé par le fait qu'il comprend - des centres de capture introduits dans ledit matériau semiconducteur dans une région d'appauvrissement de ladite jonction sélectionnée, et autour de celle-ci, lesdits centres étant sélectionnés pour être des accepteurs multiples ou des donneurs multiples dans ledit matériau semiconducteur afin de capturer lesdits porteurs qui sont transportés à travers la jonction sélectionnée lors de l'apparition d'une tension de polarisation en sens direct, la concentration desdits centres étant choisie de façon à produire un domaine stable de charge d'espace lorsque la capture induite par champ desdits porteurs par lesdits centres de capture intervient en réponse à une tension de polarisation en sens direct dont la valeur dépasse un niveau de seuil prédéterminé, ledit domaine de charge d'espace étant stationnaire et produisant une modification de la caractéristique courant-tension dudit transistor, - des moyens pour polariser la jonction qui n'a pas été sélectionnée de façon que lesdites jonctions coopèrent pour fonctionner en tant que transistor, et - des moyens pour appliquer de façon sélective ladite tension de polarisation en sens direct dont la valeur dépasse ledit niveau de seuil à travers la jonction sélectionnée, de sorte que la caractéristique du transistor soit commutée d'une première caractéristique courant-tension à une seconde caractéristique courant-tension en réponse à ladite création de domaine. 13. Transistor selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour appliquer de façon momentanée une tension de remise en l'état initial à travers ladite jonction sélectionnée pour annihiler ledit domaine de façon à ramener sélectivement ledit transistor à la première caractéristique courant-tension. 14. Transistor selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les moyens pour appliquer la tension de remise en l'état initial comportent des moyens pour polariser en sens inverse la jonction sélectionnée jusqu'à un niveau prédéterminé nécessaire pour annihiler le domaine. 15. Transistor selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les moyens pour polariser en sens direct la jonction sélectionnée sont propres à fournir une tension d'une amplitude choisie de façon empirique de manière à être juste suffisante pour créer un domaine qui commute le transistor de la première caractéristique courant-tension à la seconde caractéristique courant-tension. 16. Transistor selon la revendication 12, caractérisé en ce que la jonction sélectionnée est la jonction émetteurbase. 17. Transistor selon la revendication 16, caractérisé en ce que la jonction sélectionnée est une jonction diffusée. 18. Transistor selon la revendication 16, caractérisé en ce que la jonction sélectionnée est une barrière de Schottky entre un métal et ledit semiconducteur. 19. Transistor selon la revendication 16, caractérisé en ce que la jonction sélectionnée comprend une jonction à contact de pointe. 20. Transistor selon la revendication 16, caractérisé en ce que la jonction sélectionnée comprend une jonction PIN présentant une région de type P à conductivité élevée, une région de type N à conductivité élevée, entre ces régions de type P et N, une région à faible conductivité comportant un matériau semiconducteur non dopé, légèrement dopé avec des impuretés de type P, ou légèrement dopé avec des impuretés de type N, les concentrations de dopage dans lesdites régions de type P et N de conductivité élevée et l'épaisseur de la région de faible conductivité étant choisies de façon à fournir un champ interne de ladite région de jonction dans ledit semiconducteur tel que la capture induite par champ puisse intervenir lors de l'apparition de la tension de polarisation en sens direct, ladite capture induite par champ provoquant une conductivité différentielle négative créant ainsi ledit domaine.