Т.А. Шоболова1, С.В. Оболенский2, Е.Л. Шоболов3, С.Н. Кузнецов4, С.Д. Серов5

1–5 ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» (г. Саров, Россия)
1 shobolova.ta@mail.ru, 2 obolensk@rf.unn.ru, 3 eshobolov@niiis.nnov.ru, 4 selenk@yandex.ru, 5 izergz@gmail.com

Постановка проблемы. Большинство современных микроконтроллеров имеют встроенную энергонезависимую память программ (масочную, однократно программируемую, Flash или EEPROM), а многие микроконтроллеры обладают также дополнительной памятью данных (EEPROM или Flash). Информация в масочные постоянные запоминающие устройства памяти заносится в процессе изготовления кристалла и в дальнейшем не может изменяться. Многолетняя популярность масочной памяти обуславливалась низкой ценой запоминающих устройств при их крупносерийном производстве. Первыми программируемыми постоянными запоминающими устройствами, пришедшими на смену масочным, стали микросхемы памяти на базе плавких перемычек (например, распространенные десять лет назад отечественные микросхемы серии К556 и К1556). Возможность самостоятельной записи информации в них делало их пригодными для штучного и мелкосерийного производства. Наиболее существенные недостатки таких микросхем -- большой процент брака и необходимость специальной длительной термической тренировки, без которой надежность хранения данных была невысокой. Однократно программируемая память остается востребованной в сферах гражданского и специального применения. Совершенствование технологий изготовления, рост степени интеграции, увеличение потребительских свойств микросхем приводят к поиску новых типов памяти и путей совершенствования актуальных видов памяти.

Цель. Создать элемент однократно программируемой памяти с оксидом кремния в качестве изолирующего слоя и диапазоном напряжения программирования от 3,5 до 4,5 В, что позволит изготавливать микросхемы памяти по технологическому процессу КМОП КНИ с субмикронными проектными нормами.

Результаты. Предложена оригинальная конструкция элемента ячейки однократно программируемой памяти в виде плоского конденсатора, сформированного в донной части контактного окна. Изготовлены и исследованы образцы элементов ячеек однократно программируемой памяти. Показано, что разрушение диэлектрического слоя, вследствие приложенного напряжения, является необратимым.

Практическая значимость. Разработанная конструкция элемента ячейки однократно программируемой памяти изготавливается по технологии самосовмещения. Данная конструкция ячейки памяти интегрируется в стандартный технологический процесс изготовления КМОП для микронных и субмикронных проектных норм.

Шоболова Т.А., Оболенский С.В., Шоболов Е.Л., Кузнецов С.Н., Серов С.Д. Конструктивно-технологические решения по разработке однократно программируемой памяти // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. № 1. С. 67–71. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202601-07

1. Волков Т., Кравчук А., Леонов П., Пастухов П., Савенков В. Однократно программируемая память (1 и 2 Мбит) // Электронные компоненты. 2014. № 11. С. 97–101.
2. Волков Т., Леонов П., Пастухов П., Савенков В., Громов А., Тенишев В. Новые микросхемы однократно программируемых ПЗУ АО «ПКК Миландр»: особенности, характеристики, средства программирования // Компоненты и технологии. 2018. № 7. С. 62–65.
3. Свистова Т.В. Основы микроэлектроники: Учеб. пособие [Электронный ресурс]. Электрон. текстовые и граф. данные (2,6 Мб). Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет». 2017. 147 с.