TW313703B - - Google Patents

Description

313703 五、發明説明) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 本發明係關於一半導體元件Μ累加一些加權输入訊號， 包含一具相鄰一表面之第一傅導型式的表面區之半導體本 體，該表面被供應著一電極姐態，該電極姐態與該表面區 相絕緣且有一電浮動閘極及一些输入電極，以供應該等被 加總的訊號，該等電極和該半導體本體表面及該浮動閘極 是蹵絕緣的且其是電容耦合至該浮動閘極。例如該元件可 形成一神經網路，其電訊號被加權在多個神經结内且其中 該等加權_人訊號的加總經由一神經元非線性函數轉換成 一個或數個輸出訊號yi。該等訊號y*可接著為下一層的神 經元形成多個输入訊號。 前述的這類半導體元件特別可從該文"一功能金靥氧化 半導體電晶體特指閘極位準加權累加及閥限作動”中知悉 。其作者是西巴達（Shibata)和歐米（Ohaii) »該文是發表 在美國電機電子工程師學會「電子裝置上異動J 199 2年6 月份期刊第39冊第6章第1444至1455頁。其中描述一具浮 動Μ極之金屬氧化半導體電晶體和一些電容性耦合至該浮 動閘極的输入閘極。該等输入訊號从加權形式被供應至該 等输入窜極，該浮動閘極的電位係由供廯至該等_入窜極 的該等訊號之總和所決定。依該浮動閘捶的電位而定的該 源棰/汲極電流之測虽可產生一代表該等加權输入訊號之 總和的參數。在該元件内*另有裝置被供應Μ儲存該等權 數和加權該等输入訊號，其可導致一相當複雜的電路。該 元件也強烈地依溫度而定的，特別是由於依該電晶體通道 内的可動性之溫度依存性。 11-- - - - f «- - 5 -I If i —^1· n € : f (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 打 本紙張尺度適用中國國家標準（〔那）八4規格（210乂-297公釐>在 A7 _______ B7 五、發明説明.(，2 ) 本發明之一目的是供應一在前言所述之一半導體元件， 其中該等權數之儲存，藉該等權數相乘输入訊號和加權输 入訊號之和皆可發生在一普通交換單元。本發明之另一目 的是供一種元件，其溫度依存性是非常小的，至少比上逑 已知元件小很多。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明特別是根基於該種認知，當該等_入訊號供應至 所謂的多個交換式電容器，每一電容器皆被供應一浮動阐 極以儲存該等權數時，一微型姐態就可被獲致。根據本發 明，在前言所提之一半導體元件其特徵在於一浮動閘極電 極是關聯於每一输入鼋極*在其内多個裝置用Μ將一電荷 施至每一浮動閘極電極，該電荷係代表一權數，具此供應 之該相關输入電極之一输入訊號則被加權，且在其中該表 面區經由一 ρη接面併入該第二傳専型式的該半等體本賭之 一相鄰部份，及形成一電荷儲存區用Μ儲存電荷，而電荷 值則表示該等加權输入訊號之和，經由所呈現之裝置，該 表面區可被接至一第一作動狀態内的一參考電位，及至一 第二作動狀態内的一電氣浮動電位。這些將在下面圖示中 有更明顯的說明，經由整合該浮動閛極的記憶功能進入該 交換式電容器可獲致一特別微型姐態，因此經由該權數所 相乘之输入訊號則被完成。在該输入電壓和該感應電荷間 之一非線性鼷係則被獲致，因為該元件可***作在一電懕 範圍內，此範圍只有濟耗發生在該表面區，例如在該表面 區並無該傅導型式之轉換。這可被有利地使用*特別是用 於感應正負電荷。請注意，藉由對所有输入電極皆相同的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐）_5 31S703五、發明説明{ — 3 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 一致區域，該表面區可被形成。或者，該表面區可由該半 導體本體内相隔的一些副區域所構造且其藉由内部或外部 接線所相互連接。 一較佳之實施例其中由於少數載體產生的熱之轉換Μ— 簡單的方法被避免，其特色在於該表面區供應一個或數届 區域用Κ形成一具該表面區的整流接面，因此在該等浮動 閜極下該傳導型式的接面轉換則經由施予一反相電懕防止 之0 該表面區的電荷狀態可藉著一微分放大器的裝置來調整 或讀取，該放大器的一输入則被電氣連接至該表面區域， 且另一輸入則被連接至一在作動期間位於一參考電位之接 面點。該输出可藉著一開關連接至該翰入，由此該表面區 域電位變成相等或實質上相等於該參考電位。在該開闞的 非傳導狀態內*該表面區是在一電氣浮動電位。該表面區 的電荷狀態可被決定因為當該表面區是浮動時，一參考霣 壓被提供至該等艙入電極。在一實施例裡這可能等致一表 面區電位，而該電位是該表面區的電荷狀態之測董，及是 為該等加權输入訊號之和。在另一實例裡，該放大器的輪 出則經由回授電容器連接至該表面區。然後該表面區保持 在一實質上的常數電壓，如在該放大器的另一输入之參考 電颳，藉由回授電容器，當該電荷完全或實質上完全儲存 在該回授電容器内。該输出訊號是由該放大器输出取得。 該回授電容器可Κ有一固·定《容，且在部份實施例裡一 具有在相關電壓範圍内的常數電容，其不會或實質上不會 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨一 、τ 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）_6 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 313703 at _-_B7 五、發明説明·( 4 ) 随著電颳改變，因此在電荷和输出電壓間可獲致一線性鼷 係。另一實施例其特色在於該回授電容器包含一锺導*浮 動區位在形成一回授電容器板的該表面區和形成另一回授 ®容器板的一導電層間，且藉由在該表面區間和該***的 電浮動區間的絕緣物質使與該二區絕緣。該電容器可K形 成一神經元的非線性轉換函數。該函數是藉著施至該回授 電容器内的浮動閘棰之電荷所程式化。羼於該回授電容器 的該表面區的邰份可和在該等轤入電極下的該等副區或一 一藉著接線連接至其他副區的分離副區來形成—致區。 已知的一些不同的技術，特別是來自該具多個浮動閛極 的無常性記憶器之領域可被使用來設定該等權數。本發明 的一實施例其特色在於一藉由輝道介質使與該浮動閘極分 離的一注入器區是闞聯於每一输入電棰和該相齲浮動閘極 分離的一注入器區是關聯於每一输入電極和該相闞浮動閘 極。該浮動閘極的電荷狀態可在一可控制方式內改變，數 位及類比兩者經由電荷載體的穿隆之該隧道介質。該注入 器區可藉由與該表面區隔離的該第一傳導型式的一表面區 域來形成。 本發明可Μ被有利地使用在多個元件上，其中一输入訊 號相對應於一單一输入電極。為了完成更複雜作動，一些 具一相隨浮動閘極的輸入電極被使用做一輸入訊號，該输 入訊號則Κ不同方式被應用。一較佳實施例，其特色在於 输入電極的數目是四個，當該.轤入訊號施於該输入電極Κ 使得當該繪入訊號導致一在該表面區内的電荷Qdl被 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -丨y. 、?τ

經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（-5 ) 施至一第一輸入電極及該输入訊號Μ -I „的形式導致一電 荷Qd2則被施至一第二输入電極，該施至一第三電極的输 入訊號則Μ—形式被用，因此一電荷-(3<^被感在該表面區 内，給予一權數相等於一靥於該第一输入電極的權数。及 第四輸入電極的输入訊號則Μ—形式被應用，因此一在該 表面區內的一電荷-Qd2被慼應在該表面區内，給予一權數 相等於羼於該第二輸入電極的權數。 附函'之簡單說明 本發明可由一些相鼷的實施例和附圖而更詳细地閨述， 其中： 圖1是一神經網路的一基本邏輯格之方塊圖； 國2圖示本發明的一使用該一邏輯格之半導體元件； 圖3是該元件的一實際實施例的横截面圓； 圈4是圈解該输入電壓和烴由不同轚荷量感懕在該浮動 閛極的該電荷間之瞄係； 圖5是圖解相闞於感應在一參考電懕的該電荷之微分鼷 係； 圖6圈示圖2的半導體元件之一電路在一取樣面（圓 6a)和一轉換面（圖6b); 圖7是本發明的一神經網路之一甯路國，其中一轤入訊 號Μ四種不同方式取樣； 圈8 _示該输出電容的該電荷是Vcw的函數，為一具有 浮動閘極上四種不同電荷姐合的疸些取樣方法之元件；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉.A4规格（210X297公釐）_8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製

313703 I 五、發明説明（/6 ) 圖9包含本發明藉由一半等體元件圓解一些訊號處理作 動，其中： 画9a函示圖8内具該神經結姐之波形I和π ; 圖9b圖示圖8内具該神經結姐之波形IV和里；及 圓9c圖示顧8内具該神經結姐之波形IV和I。 围1是一基本邏輯格的方塊豳，其本質上是本發明中相 镨重要的一神經網路。該邏輯格，也是所謂的知覺子，包 含一些具输入訊號XI，Xz, X3...... X»的輸入。這些訊號可 能源自一前述的知覺子，但它們或者也是由一外部源供應 至該網路的訊號。該等输入訊號每一儸皆由一權數Wu W2, W3……所相乘。該等加權的输入訊號則由該加總 裝置Σ所加總。該和則經由一非線性函數F傳送到該输出 ，其中y = ΜΣΙ^Χ^Θ)。當該加總裝置Σ和該方塊形成 所謭的神經元函數時，該等，輸入Xi和乘法器h形成所諝的 神經结。該等權數h較佳是K類比方式程式化，且藉著一 調整程序所設定Μ使得該網路完成一期望函数。 顧2画示本發明之一元件，而在匾1所述之該等功能皆 可藉此而完成。該元件包含一半導體本體1 ，在本例裡其 是由矽樽成，但也可Μ由其它合適可替代的半導體物質所 構成，且其包含相鄰一表面2的第一傳等型式；之一表面3 。在本例該表面區3是η型，但很明顙的這對本發明並非 基本的。另外，在本例該表面區3是由——致區所形成。 然而該表面區也有可能由一些相對應不同電容器的副區域 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐）_9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —:!—^---------------_—tT------—· Α7 Β7 經濟部中央揉準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（7 ) 所構成，其是在該半等體本體内横向相隔，且其是由接線 相互連接。該表面2供應一電極姐態，且該電極是由一矽 氧化物的絕緣層4與該表面電氣絕緣，而該矽氧化物則形 成一具厚度25毫微米的一閘極介質。該絕緣電極組態包含 一電浮動閘極5形成在該氧化物曆4上及一些输入電極 6a, 6b, 6c供應連接裝置8 K提供該等输入訊號，該等® 懕則標示為Vn V2, V3等。該等输入電極6a, 6b，6c則與 該浮動閘極5 K該電氣絕緣7絕緣，且經由該介質7電容 耦合至該浮動閘極。在本例，該等閘極5和6之間的該餍 7是由一具厚度30毫微米的矽氧化層所形成。很明顯地， 替代的物質*如矽氮化物或氮氧化物也可使用做為該層7 。該浮動閘極5也可Κ 一熟知的多晶矽形式來供應，當該 等電極6可由多晶矽或金羼®極或矽和金靨的合金所形成 Ο 根據本發明，一浮動閘極5a ，5b, 5c是關聯於每一 _ 人電極6a，6b, 6c,且位於該相闞输入罨極6i和該表面區 3間。既然該浮動閘極電極5則细分成很多倨相互分離的 閘極，其也可能供應電荷在該等浮動閘&上，其係代表相 乘該等_入訊號的該等權數。該電荷可藉由K無常性浮 動閘極記憶器類比的裝置施至等浮動閘極。這在園3將有 更進一步的敘述。該等加權输入訊號之和則由一 n型區形 成發生在該表面區3内，該η型區則經由一 pn接面9相鄰 該半導體本體的一 P型部份10。該等加權输入訊號之和則 Μ電荷形式儲存在該表面區3内，為此目的之裝置，該表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X+297公釐） 10- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（8 ) 面區3則在一第一動作狀態内給予一參考蜇位且係電浮動 在一第二動作狀態内。本例的該等裝置含開闞S和微分放 大器11，而放大器的一輸入，此為’一 ”（負）输入則連接至 該表面區3 ，而其” + "(正）_入則連接至一參考電壓源 Vref。該表面匾3可Μ電等藉著該開翮S連接至該微分放 大器的該输出12，所Μ該表面區3的電位由於該回授變成 相等或至少實質上等於1^。一回授電容器另被供在該表 面區3和該微分放大器11的該输出12間，一板則由該表面 區3形成，而另一板則由該導體13形成。該電容是如圖2 內罨容6，5，3相同的方法所構造成，且也包括一由該氧 化曆7與該板13電氣絕掾的一浮動閘極14,及藉著該電荷 /電壓特性可由儲存在該浮動閘極14上的電荷所設定。 圖3是一横截面圖，Μ —横斷圖2之方向。該ρ型矽本 骽10在該表面供應一界定該半導體本體的主動區之比較厚 場氧化物15。該等主動區之一則由該η型表面區3所形成 。該浮動閘極5i則延伸横跨該表面區3之寬度，且由該氧 化層4與該表面區隔離。在該表面區3之下，該浮動閘極 5i延伸過一η型區域16，而該區域則Μ —非常薄的氧化曆 17與該閘極5i電氣絕緣。該層17的厚度，如δ奄微米，則 選擇太小Μ致於一適切的隧道雷流值横越該氧化物17，給 予一不致於太高電壓在該區域16*和該浮動閘極5丨間。該闞 聯的输入電極也圖示於圖3内，重蠱該浮動閘極5i的整 個表面區域K使獲致非常強的電容耦合。 這是假設該元件動作，費密能级（電洞）在該等電壓施予 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210 a 297公釐）_!_；]__ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 _______B7 五、發明説明（9 ) Μ防止該傳等型式在該表面區3和該氧化層4間的邊界之 轉換是足夠高的。圖4展示在該表面區3内耗盡區的鼋荷 Qd和該输入閛極6i和該表面區3間的該電壓Vcw間之關係 為三個不同電荷量在該浮動電極5i上。在一非常高負電壓 值Vcx*Qd變成等於Qd.»ex，在此該傳等形式的轉換發生 在該表面。該表面的閥限電壓是依儲存在該浮動閘極上的 電荷所轉換，及在本例變成比例上較低如較少負電荷呈現 在該浮動電極上。在與Vew軸交集的該等被形之的該 等值是該等平帶電壓，其也是依該浮動閛棰的該電荷狀態 而定。當電壓大於該相蘭之平帶電壓時，多涠電子的累加 發生在該表面。波A給予一闞係在Qd和Vew間具一最大負 電荷在該浮動閘極上，波C具一最小負電荷在該浮動閘極 上，及波B為一電荷的中間值在該浮動閘極上。圃4裡在 該輸入電壓可改變内的該區域則標示著參考數字18。為V 能夠儲存正和負電荷，依該輸入訊號而定，其差異可由输 入訊號Vcw的電荷Qd和一參考電壓的電荷Qd來決定， 參考電壓值則被選擇在該電壓區18的一半。該等波A’， B'和C’相對應於圖4内的各別波A, B, C，如圖5所示則 被獲得。 該元件的操作在圖6有說明。兩個输入電極6a, 6b,在 該圈内有圖示說明，如該输出電極13也有。該等输入和_ 出電極則被描述為多個電容器連接著該表面區3 。該等浮 動閘槿則Μ斷線顯示在瑄些電容器的該介質内。圔6a顯示 之狀況其中該輸人訊號卩1和V2則被取樣，該開關Si* S2^j 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 '乂邛7公釐）-12- ---I I--I n I ti -----訂-n I - I I -、^-- - -; - ，· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 313703 五、發明説明（10 ) 入短路。 至該參考 上相等於 傳输至該 被使用如 能在特定 態調整該 荷Qd對比 由圃4或 。第三類 獲得。第 獲得。該 式 2 Vre* 現因為該 且由其後 的一可能 係假設該 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 請 閲 讀. 背 面 之 注 項. 再， 填 ，， 1 ^ 頁 .訂

各別地連接該堪極6a和61>至 經由開關S短路至該放大器 3 (非耗盡區}的電位則等於 電容器6i和3上的電荷則由 閘極的電荷吠態所決定。在 存在該等電容器6i和3内的 3 。為此目的，第一開關S 出不再和該” ” _ 該等開關St* S2接 位保持在至少實質 V2感應之《荷則被 電荷/電壓特性則 數F ，當它是有可 浮動閘極的電荷狀 圖4或圖5之電 種。第二類型可經 所獲致 相闞至該軸來 相關到該V = w袖來 入訊號以反相的形 3和類型4可被實 2的方法所獲得， 則圖示一神經網路 該四種類型。在此 V i和V 2。同時，該表面區3則 11的输出Vut，所Μ該表面區 或至少實質上等於。該等 該等_人訊號V,和由該等浮動 下一相位，如圖6b内所示，儲 該電荷則傳輸至該罨容器13和 是開路，所Μ放大器11的該输 然後該等输人電極6a和6b則由 電壓。既然該表面區的電 ，由該等輸人訊號Vi* 電容器3 ，13。本電容器的該 圈1神經網路圖内的非線性函 限制内藉著電容器13, 3内該 函數之原始狀態。

Vc«闥係是四種可能類型之一 圖5之特色鏡映相關於該線 型則當圖4或圖5的特色鏡映 四類型則當第二類型特色鏡映 第二類型可被實現，因為該输 -Vin_至該輸入轚極6 。類型 等電荷則分別由類型1和類型 神經元的該等輸入減去。鬮7 實施例之一電路圖，其中圼現 參考電壓Ver*f是等於0伏特。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4规格（210ΧΓ297公嫠）-13- 經濟部中央揉準局員工消費合作社印— A7 ____B7 五、發明説明（η ) 該_則圖示二倨神經元i和j ，由該神經結ij所耦合。該 等輸入和输出電極則簡單地描述為罨容器。這些電容器内 的該等浮動閛極係K斷線標示在圖6内，但未顯示在圈7 内K保持該圖簡單，但其是假設存在的。每一放大器有兩 個输出，一非反相输出如圖6的圖所示，且一反相输出則 標記為0符號用Μ與其他的蹌出區別。該等放大器的反相 输入也有相同的符號。每一神經元包含兩個输出電容器 20和21在神經元；內及22和23在神經元j内。該等電容器 20和22可Μ是上述的類型具一可變電容。另一方面，該等 電容器21和23在使用的電壓範圍內有一常數雷容。該電容 器20則耦合在非反相输出24和放大器27的反相輸人26間。 該電容器20可和開翮28短路。如圖6的電路内，放大器 27，開鼹28和電容器20供應類型1的一输出訊號在該轤出 24，給予該輪人訊號Vf I。該放大器27的反相输出25供 應該反相输出訊號，如上述的類型2的訊號。該第二输出 電容器21則作用為類型3和類型4的該等訊號。例如，該 電容器21的電容值則與電容器20等大或大約等大。電容器 21則經由固定電容值的無效電容器29耦合至電容器20。雷 容器21則耦合該放大器31的非反相輸出30至該反相輸入 32。該输出30則藉著開關33連接至輸人32，該開靦33則實 » 質上與開闞28反相作動。输出30供應一類型3的输出訊號 ，這在Μ下將有進一步敘述。放大器31有一反相艙出3 4Κ 供應一類型4输出訊號。該等输出24，25，30和34皆經由 連接線35——連接至神經結U之相覼的输入電極36至39。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2丨OXW?公釐）_14一 I----------^-----1—·?τ------iw~., (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7五、發明説明（12 ) 經濟部中央揉準局員工消费合作社印裝 神經元j不僅可連接至神經元i ，也可經由神經結i，j( 圖未示）連接至另外的神經元，這些皆K斷線連接35’圖 示於圖7内。該元件用以設定输人電極36，37和38，39為 參考電位，由圖6的電路內之開藺Si和。所形成，該裝置 則由圖7内電路神經元i內的別開鼷2δ和33所形成。例如 ，神經元j的構造則與神經元i相同，且包含兩個放大器 40和41。該放大器40的非反枏输出42則經由與開闞33同步 作動的開關43連接至該反相輸入44。在一類比方式，該反 相器41的非反相输出45則經由與開關28同步切換的開醑 46連接至該反相檢人47。該等輸出罨容器22和2 3則由固定 電容值的無效電容器48相耦合。 該電路的說明開始此狀況其中該等輸入訊號^至“已被 取樣，開翮2δ是開啟的（非傅導），及該等輸入訊號所施予 的該等_入電極則再度在該參考位準（0伏特）。表示該等 加權_入訊號之和的電荷則完全是或至少賁質上完全儲存 在該输出電容器20内。當該反相檐出25給予該输出訊號 -VPUt時，输出24則給予該翰出訊號。同時，開翻 43和33則為闢閉（傳導），所Μ神經元j内放大器40的該输 入44和該放大器31的输入3 2則在該參考電壓。該放大器 27的該等输出訊號則經由連接線35供應至神經結ij的該等 输入電極36和37且K加權形式轉換為電荷。同時，該參考 電懕則經由該翮閉開關33施至神經結ij的输入電極38和 39。在下一相位，該等開闞33和34首先是開啟的，之後該 開闞28和46則關閉。當該等電極感應的消耗雷荷儲存在神 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

，-IT 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_15 313703 A7 B7 五、發明説明（13 ) 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 經元i的输出電容器22内時，該等輸入電極36和37接著再 被接至該參考電壓。一電荷也經由該無效電容器23.慼應在 放大器31的输出電容器21内，該電荷則相對應於放大器 27的電容器20内儲存的電荷。該_出放大器31的該等输出 30和34則給予該等輸出訊號7。>^和，該等訊號則藉 儲存在電容器38和30内的該等加權訊號加權在神經結U內 ，且其感懕一消耗電荷是從在输出電容的該電f減去。 圖8則圖示該電荷(3。^在該神經结之四種波形I ，I， I和IV，且具上述四種訊號输入類型為在該等浮動極之權 數的四種不同姐合。該输入電壓可能有一值在0伏特 和-5伏特間與=-2.5伏特從水平軸繪起。在pc内的該 電荷CUm則繪在垂直軸上。當一最小電荷儲存在類型2和 3的浮動閘極上時，波形I給予之是在一最大雷荷呈 現在該等浮動閘極上。波形IK相反狀況給予CUut，如一 最大電荷在該類型2和3的浮動閘極上及一最小電荷在該 類型1和4的浮動閘極上。在波形置内，在類型1和2的 該等浮動閘極上的該等電荷是一最小值，且在類型3和4 的浮動閘極上的該等霪荷是一最大值。波形IVM相反狀況 給予。 很明顯地對上逑的四種轉換不需一起發生在一神經结内 。圚9a是兩個输入訊號Xi* X2的例子，其權数係各別與圖 8的波形1和波形2相符而選定的。該設定之該等訊號 XdU Χ2則被分類成兩種類級，如XOXa及Χα<Χ2。該作動 之完成可圈標示在該區内，且以下為真·· — *· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 五、發明説明（u) Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 0〇ι11：(Χΐ)+0ι3υ1：()ί2)〉0·Ι;1ΐΓ·β»Ιιοΐ£ί，為簡單性之緣故 * CU h r· β a h。i d被選為0電容。 當然也可從圖8的圖推論靥於波形I和I[具權數的該等式 是照圖9内具一 ” + ”標記的該區域行事的。該補償區供磨 替一 ””標記，線50則給予該二區間之邊界。圖9b給予一 相似的圓，然而該神烴結是為圖8的波形IV和II而設定的 。該圖現被割分為四個象限*可源自波形I和IV。圖9c顯 示具該神經結的圖是為圖8内的波形IV和E而設定的。 很明顯地，本發明並未限定一定在此所提之實施例，但 在本發明的範圍內各種技藝變化皆是可能的。因此一p型 表面區可形成在該η型表面區3内，其區域位於，看起來 在該表面，相鄰於該浮動閘極或多個閛極，且是設定為一 低電壓Κ使得傳等型式的反轉在該浮動閘極或多個閘極下 係可被避免的。在此該等例子的傳導型式可被反轉，在該 例明顯地該等施予電壓也適用。 在圖7的實施例内，該等電容器20和22可Μ是固定而非 可變的電容。在該例其可具有一固定，如實質上非依電壓 而定之電容值，且因此由一***介質分離的兩個傳導層所 形成。這也可Κ藉著一可調整電容器的組合供應該等放大 器之回授，具此一本質更複雜的函數F (圖1)可被實行。 另外*該等賁施例内的該等權數不僅是藉浮動閘極上的電 荷所設定，也是經由表面區3內選擇垂直摻雜剖面所設定 0 ' (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公嫠）_17_

Claims (1)

1. ~第科104754號專利申請累 撒麵圈修正本 正本（δ5年9月) 8 8 8 8 ABCD 經濟部中央標'"局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1·—種用以加缌一些加權输入訊號之半導娌元件，包含具 相鄰一表面之第一傳導型式的一表面區之半等邇本體， 該表面供應著一與該表面區域絕緣的一霄極姐態，及有 —電浮動閘極，且供應被加總的該等訊號，具有一些和 該半導體本體的該表面及浮動閜極電氣絕緣的输入電極 *且其是罨容耦合至該浮動闸極，其特徴在於一浮動閘 極霄極是醆睇於每一輸入電極，所呈現之装置係用Μ將 一電荷施至每一該浮動閘極霄極，該霣荷是代表一播數 *具此則一供應至該闞聯输入《極的一输入訊號被加權 *及該表面區經由一 ρη接面併入該第二傳導型式的該半 導體本體的相鄰部份，且形成一電荷儲存區Κ儲存其值 是表示該等加權輸入訊號之和的電荷，其所圼現之裝置 該表面區可以一第一動作狀態接至一參考電位且Μ—第 二動作狀態接至一電浮動電位。 2. 如申請專利範圍第1項之半導賴元件，其中該表面Ε是 電氣連接至一徵分放大器的一输入*其另一鎗入則連接 至一在動作期間在該參考霣位的接面點。 3. 如申請專利範圍第2項之半導賵元件*其中所圼現的多 儷開賭裝置，其中該放大器的输出可被連接至該表面區 ，且因此一參考電壓或一输入訊號可被施至該等输人電 極。 4. 如申講專利範圍第3項之半等_賴元件，其中該表面區和該 放大器的該输出是經由一回授電容器相互電氣連接。 5. 如申謫專利範圍第4項之半導通元件，其中該囱授電容 器包含一霄導浮動區位於該半導體本體的一區域連接至 紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) Α4規格（2^0^297_公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ------訂 --------- 經济部中央搮準局貝工消費合作社印製 AS B8 C8 D8 々、申請專利範圍 形成該回授電容器的一板之該表面區，和一形成該回授 霣容器的另一板之傳等層間，及由絕緣物質與該表面區 和該插人的電浮動區相絕緣。 6. 如申請專利範圍第1,2,3, 4或5項之半導髁元件，其中呈 現之装置因此一输入訊號和一參考霄壓可交替地在動作 期間施至該等输入霣極。 7. 如申請專利範圍第1,2 ,3,4或5項之半導朥元件，其中一 由隧道物霣與該浮動閘極隔離的注人器區是闞聯於每一 該等輸入電極和該等相關浮動閘極。 8. 如申請專利範圍第7項之半辱邇元件，其中該注入器區 是由第一傳導型式的一表面區所形成，其供應在第2傳 導型式的該半導體本體之該相鄰部份，且其是和第一傳 導型式的該表面區横向隔離。 9. 如申請專利範圍第1,2,3,4或5項之半導體元件，其.中圼 現一些糖入霄極具醆聪的浮動閘極，一普通翰入訊號則 以相互不同方式施予該输入電極。 10. 如申謫專利範圍第9項之半導體元件*其中該些鎗入電 極是四届，當該翰人訊號施至該等轤入霄極，當該驗入 訊號導致一罨荷Qdl在該表面區内施至一第一鎗入霄 極*及該输入訊號以-1„形式等致一罨荷Qd2則施至一 第二翰人電極，該施至一第三输人電極的轤入訊號則Μ 感應在該表面區一電荷-Q^的形式所施予给予一權數 相等於賻於該第一翰人電極的該權數 > 及該第四输入罨 棰之輪入訊號則Μ感應在該表面匾內一罨荷-Qd 2形式所 施予，給予一權數相等於屬於該第二输入霣極的該權數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本f ) 訂-------y/. 8 8 8 8 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 六、申請專利範圍 11.如申請專利範圍第1，2,3,4或5項之半導體元件*其中該 表面區供磨著一個或數個區域Μ形成一具該表面區的整 流區，具此在該等浮動閘極下該傳専型式的接面反轉則 經由施予一反相電壓來避免。 ---S—- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐）* C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)