DE1131268B - Ferroelektrischer Speicher - Google Patents

Description

Die Erfindung behandelt ferroelektrische Speicheranlagen und ihre Schaltung sowie deren Aufbau.

Es ist bekannt, ferroelektrische Zellen zur Einspeicherung von Informationen zu verwenden. Diese Zellen bestehen im wesentlichen aus einer Platte aus ferroelektrischem Material, z. B. Bariumtitanat, und einem Elektrodenpaar, das beiderseits dieser Platte angeordnet ist und in Verbindung mit dieser Platte einen Kondensator darstellt. Wenn das ferroelektrische Material einer Polarisationsspannung ausgesetzt wird, weist es eine Hystereseschleife zwischen der elektrischen Feldstärke und der Polarisation des Materials auf, und zwar vom gleichen Typ wie die ß-ii-Hystereseschleife von ferromagnetischem Material.

Der Vorgang der Einspeicherung in einen solchen Kondensator erfolgt so, daß eine Spannung an die beiden Kondensatorbelege angelegt wird, die so groß ist, daß sie einen Wechsel des Polarisationszustandes des ferroelektrischen Materials von einem bestimmten stabilen Polarisationspunkt auf dessen Hysteresekurve zu dem anderen Polarisationspunkt bewirkt. Bei Anlegen einer Spannung an die beiden Kondensatorplatten wird also eine bestimmte Polarisation des ferroelektrischen Materials bewirkt, von deren Größe es abhängig ist, ob beim Abschalten der Spannung eine bleibende Veränderung des Polarisationszustandes des ferroelektrischen Materials erzielt wird. Der Lesevorgang bei einem solchen als Speicherelement verwendeten Kondensator besteht darin, daß eine Spannung entgegengesetzter Polarität von der Höhe an die Kondensatorbelege angelegt wird, die notwendig ist, um den Polarisationszustand des ferroelektrischen Materials wieder auf den Zustand zu bringen, der vor dem Einschreiben bestanden hatte.

Die bekannten zweidimensionalen Speicheranordnungen mit ferroelektrischem Material sind so aufgebaut, daß eine Anzahl parallel liegender metallischer Streifen auf der einen Seite einer dünnen ferroelektrischen Kristallplatte angeordnet ist und daß auf der anderen Seite dieser Kristallplatte eine weitere Anzahl metallischer Streifen im rechten Winkel zu den erstgenannten Streifen angeordnet ist. Die Überschneidung zwischen je zwei gegenüberliegenden Streifen bildet in Verbindung mit dem dazwischenliegenden Teil der Kristallplatte jeweils eine Speicherzelle. Eine bestimmte Speicherzelle kann dadurch ausgewählt werden, daß an einen Streifen auf der einen Seite der Platte ein Spannungsimpuls angelegt wird, dessen Höhe geringer als die zum Schalten einer der Speicherzellen erforderliche ist, und daß an einen anderen Streifen auf der anderen Seite ein zweiter Ferroelektrischer Speicher

Anmelder:

International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. April 1958 (Nr. 725 950)

Ben Alexander, Nutley, N. J.,

und John Fallon Sullivan,

Bloomfield, N. J. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

Spannungsimpuls entgegengesetzter Polarität und der gleichen Amplitude angelegt wird. Auf diese Weise wird das Binärelement 1 nur in die Speicherzelle eingeschrieben, wo die beiden Spannungsimpulse sich addieren, wo also die genannten beiden Streifen sich überschneiden. Nach Ende des Impulses ist lediglich das Speicherelement, wo die beiden genannten Streifen sich überschneiden, in dem ausgewählten Polarisationszustand (darstellend das eingespeicherte Speicherelement 1). Die anderen Speicherzellen, die auf den Linien dieser beiden Streifen liegen, kehren in einen ungeschalteten Zustand zurück. Für einen auf diese Weise ablaufenden Vorgang müssen die einzelnen Speicherzellen der Anordnung folgenden Forderungen genügen: Jede Zelle muß eine Hysteresekurve aufweisen, die denen der anderen Zellen genügend gleich ist, d. h. daß die zur Erreichung einer Änderung des Polarisationszustandes notwendige Spannung bei den empfindlichsten Zellen größer als die Hälfte der bei den unempfindlichsten Zellen notwendigen Spannung ist. In der Praxis ist jedoch eine größere Übereinstimmung wünschenswert.

Die Anzahl der Einspeicherungsvorrichtungen, die notwendig ist, um Informationen von N Bits in eine solche zweidimensionale Speicheranordnung einzuspeichern, ist 2 · ]/Är, und zwar je eine Einspeicherungsvorrichtung für jeden Quer- und Längsstreifen

209 609/284

bzw. für jede Zeile und Spalte. Für einen Speicher, der 1000 000 Bits zu speichern vermag, wurden dementsprechend 2000 Einspeicherungsvorrichtungen notwendig sein.

Es ist ersichtlich, daß eine zweidimensionale Speicheranordnung, bei der eine große Zahl von Bits eingespeichert werden soll, sehr groß wird und die Einspeicherungsvorrichtung infolge ihrer großen Anzahl und dementsprechend die Schaltelemente sehr aufwendig und teuer werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Speicheranordnung aufzubauen, die kompakter ist und eine wesentlich geringere Anzahl von Einspeicherungsvorrichtungen zum Betrieb der Anordnung benötigt.

Fig. 1 eine typische Hystereseschleife von ferroelektrischem Material,

Fig. 2 eine Darstellung einer einzelnen, gemäß der Erfindung aufgebauten Speicherzelle,

Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie 3-3 in der Fig. 2,

Fig. 4 eine Abbildung des elektrischen Feldes einer Speicherzelle, bei der die Spannungen zwischen der X- und der Γ-Elektrode und zwischen der X- und ίο der Z-Elektrode gleich groß und gleichphasig sind,

Fig. 5 eine Abbildung des elektrischen Feldes einer Speicherzelle, bei der die Spannungen zwischen der X-Elektrode und der F-Elektrode und zwischen der X-Elektrode und der Z-Elektrode gleich groß, jedoch Gemäß der Erfindung wird nun die ferroelektrische *5 gegenphasig sind, Speicheranordnung so aufgebaut, daß sie die Wir- Fig. 6 eine Abbildung des elektrischen Feldes einer

kungsweise einer dreidimensionalen Anordnung hat. Speicherzelle, bei der die Spannungen zwischen der Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß zur Ein- Z-Elektrode und der Γ-Elektrode und zwischen der speicherung von Informationen mit N Bits nunmehr X-Elektrode und der Z-Elektrode verschieden groß nur noch 3 · *VN Einspeicherungsvorrichtungen be- ao und gegenphasig sind,

nötigt werden. Entsprechend dem vorgenannten Bei- Fig. 7 die Darstellung einer Weiterbildung dieser

spiel einer Speicheranordnung für 1 000 000 Bits Erfindung, gezeigt am elektrischen Feld einer Speiwürden daher für eine erfindungsgemäße Anordnung cherzelle mit den gleichen Spannungen wie in Fig. 6, nur 300 Einspeicherungsvorrichtungen gegenüber Fig. 8 ein äquivalentes Ersatzschaltbild der Schal-

2000 bei den bisher bekannten Anordnungen benötigt 25 tung einer Speicherzelle, werden. Fig. 9 eine dreidimensionale Speicheranordnung

Aufbau und Wirkungsweise einer erfindungsge- gemäß der Erfindung.

mäßen Anordnung sind im Prinzip folgende: In Fig. 1 ist eine typische Hystereseschleife eines

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus ferroelektrischen Kristalls gezeigt, und zwar in Form einer Anzahl hintereinander angeordneter Speicher- 3° der Darstellung der Polarisation P des Kristalls als anordnungen, deren Aufbau einer zweidimensionalen Funktion der über dem Kristall liegenden Span-Speicheranordnung mit der Abweichung entsprechen,
daß jede Speicherzelle noch mit einer zusätzlichen
dritten Elektrode versehen ist. Alle nacheinander angeordneten Speichereinrichtungen sind hinsichtlich 35.
zweier Dimensionen parallel geschaltet. Die Elektroden der einzelnen Speicherzellen, die für die dritte
Dimension vorgesehen sind, sind bei jeder einzelnen
dieser Speicheranordnungen parallel geschaltet.

Die Wirkungsweise einer solchen erfindungsge- 40 den Bereichen A-C und D-B der Hystereseschleife mäßen Einrichtung ist folgende: gering und in den Bereichen A-D und B-C relativ

Soll z. B. in eine bestimmte Speicherzelle einer er- groß. In dem Polarisationszustand A₁ den man als findungsgemäßen Anordnung das Binärelement 1 normalen Polarisationszustand betrachten kann, ist eingeschrieben werden, so wird bei allen der nachein- das Binärelement 0 gespeichert. Wenn ein positiver ander angeordneten Speicheranordnungen je eine 45 Leseimpuls der Größe E angelegt wird, wird die Speicherzelle in gleicher Weise wie bei dem Ein- Schleife durchlaufen von A zu C, dem positiven speicherungsvorgang bei einem zweidimensionalen Sättigungspunkt, und dann zurück zu A, wenn der Speicher ausgewählt und mittels einer dritten Ein- Impuls beendet ist. Da die Kapazität des Speicherspeicherungsvorrichtung der Einspeicherungsvorgang elementes bei Anlegen eines solchen Spannungsimbei allen der nacheinander angeordneten Speicher- 5° pulses gering ist und die in Reihe zu dem Speicheranordnungen, außer der, auf der sich das ausge- element liegende Kapazität, an die der Ausgangskreis wählte Speicherelement befindet, mit Hilfe der An- angeschlossen ist, relativ groß ist, ist die Ausgangs-Iegung einer Gegenspannung unterdrückt. spannung unter diesen Umständen gering.

Eine weitere Aufgabe ist daher, Speicherelemente Wenn das Binärelement 1 in das Kristallmaterial

aufzubauen, bei denen vermittels einer oder mehrerer 55 eingespeichert werden soll, wird ein negativer Impuls zusätzlicher Elektroden weitere Steuermöglichkeiten der Größe — E angelegt, so daß die Schleife von A zur Steuerung der Polarisation gegeben sind. Zum zu D, dem negativen Sättigungspunkt, und dann zu B Beispiel sind für dreidimensionale Speicheranordnun- durchlaufen wird, in welchem Zustand das Material gen Speicherelemente notwendig, die außer den üb- nach Beendigung des Impulses verbleibt. Wenn bei liehen zwei Elektroden eine dritte zur Steuerung der 60 diesem Polarisationszustand des Kristalls ein posi-Polarisation aufweisen. tiver Leseimpuls der Größe E angelegt wird, wird die

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden Schleife durchlaufen vom Punkt B zu C und dann die Speicherzellen für eine dreidimensionale Speicher- zurück zu A bei Beendigung des Impulses. In diesem anordnung so aufgebaut, daß die Polarisation des Falle ist die Kapazität des Speicherelementes relativ ferroelektrischen Materials durch jede der drei Elek- 65 groß und daher die Ausgangsspannung wesentlich troden gesteuert werden kann. größer als im vorher erwähnten Fall.

An Hand der Fig. 1 bis 9 wird die Erfindung näher Die anzulegende Spannung E muß in Hinsicht auf

erläutert. Es ist gezeigt in die Charakteristik des Kristalls so ausgewählt sein,

nung E, die gleich dem Produkt aus der in dem Kristall herrschenden Feldstärke mit der Kristalldicke ist.

Die zwischen den auf beiden Seiten des Kristalls angebrachten Kondensatorbelegen wirksame Kapazität, die der Änderung der Polarisation in Abhängigkeit von der Spannungsänderung der an den Kondensatorplatten angelegten Spannung entspricht, ist in

daß durch Anlegen der Spannung + E/2 das· Knie der Hystereseschleife nicht erreicht wird und damit eine unerwünschte Polarisation des Speicherelementes bei Anlegen der Spannung ±E/2 vermieden wird.

In den Fig. 2 und 3 ist ein ferroelektrisches Speicherelement gemäß der Erfindung gezeigt, das eine Schicht von ferromagnetischem Material 2 enthält, auf deren einer Seite die Elektrode 3 und auf deren anderer Seite eine zweite Elektrode 4 und eine dritte Elektrode 5 angeordnet ist. Die Elektroden 4 und 5 bestehen aus kammartig aufgebauten, streifenförmigen Leitern, welche jeweils durch dem Kammrücken entsprechende Verbindungsleiter 6 und 1 miteinander verbunden sind und welche so angeordnet sind, daß die beiden kammförmigen Elektroden ineinandergeschoben sind. Die einzelnen Streifen werden so schmal wie möglich gemacht, um ein bestmögliches elektrisches Feld zwischen den Elektroden 4 und 5 zu erzielen. Das Kristallmaterial 2 und die Elektrode 3 werden so groß wie möglich gemacht, so daß die Elektrode 3 das von den Elektroden 4 und 5 gebildete Gitter bedeckt und so daß sich das elektrische Feld innerhalb der Speicherzelle voll ausbilden kann. Mit der Elektrode 3 ist der Leiter 9 verbunden. Die Elektroden können auf der Oberfläche des Kristallmaterials 2 mit Hilfe von Druckverfahren oder durch Einätzen oder andere geeignete Verfahren angebracht werden. Der Leiter 9 kann als Leiter betrachtet werden, an den die Spannungen der Z-Ebene angelegt werden, Spannungen der Y-Ebene werden an den Leiter 6 und Spannungen der Z-Ebene an den Leiter 7 angelegt, so daß hiermit eine dreidimensionale Zelle aufgebaut ist, im Gegensatz zu den bisher bekannten und schon beschriebenen zweidimensionalen Zellen.

In den Fig. 4 bis 6 sind die verschieden möglichen elektrischen Felder dargestellt, die in der Speicherzelle bei Anlegen verschiedener Spannungen an die drei Elektroden entstehen. In Fig. 4 z. B. haben die Spannungen der Z- und Y-Elektrode gleiche Polarität und die gleiche Amplitude ±E/2. An die Z-Elektrode ist eine Spannung entgegengesetzter Polarität und der gleichen Größe ±£/2 angelegt. Die Spannung über der Zelle ist daher insgesamt E und damit genügend für das Einschreiben oder Auslesen. Das. elektrische Feld liegt wie bei irgendeinem anderen Kondensator zwischen den gegenüberliegenden Elektroden Z auf der einen Seite und Z und Y auf der entgegengesetzten Seite, bei denen Z und Y die gleiche Polarität und Z die entgegengesetzte Polarität haben. Die Äquipotentiallinien 10 liegen daher auf zu der Oberfläche des Kristalls parallelen Ebenen. Wenn die an die Z- und F-Elektrode angelegten Spannungen von der gleichen Polarität und der gleichen Größe ±E/2 sind und keine Spannung an die Z-Elektrode angelegt ist, ist das elektrische Feld innerhalb der Zelle das gleiche, und die Spannung über der Zelle ist ± E/2 und daher ungenügend, um den Polarisationszustand der Zelle zu ändern.

In Fig. 5 sind die an die Z- und Y-Elektroden angelegten Spannungen von verschiedener Polarität und der gleichen Größe ± E/2, während die Spannung an der Z-Elektrode 0 ist. Daher zeigt die Konfiguration des elektrischen Feldes Feldstärkelinien zwischen der Z- und der Y-Elektrode, welche halbkreisförmig zwischen diesen beiden Elektroden durch das dielektrische Material der Kristallzelle verlaufen. Dagegen existiert zwischen der Y- und der Z-Elektrode einerseits und der Z-Elektrode andererseits kein elektrisches Feld. Eine kapazitive Wirkung besteht nur von der Y- zur Z-Elektrode, während zwischen den Y-5 oder Z-Elektroden und der Z-Elektrode eine solche nicht besteht. Die Äquipotentialflächen des elektrischen Feldes in der Zelle zeigen daher die eingezeichnete Konfiguration 11, und die Spannung über der Zelle ist 0.

ίο In Fig. 6 sind die Spannungen an der Z- und Y-Elektrode von verschiedener Polarität ±£72 und die an der Z-Elektrode angelegte Spannung gleich ± E/2. Hier wiederum besteht ein elektrisches Feld zwischen Y- und Z-Elektroden in der schon in Fig. 5 dargestellten Art, und weiterhin besteht zusätzlich ein elektrisches Feld innerhalb der Kristallzelle, und zwar von der Äquipotentialfläche 12 zu der Z-Elektrode, und die Spannung über der Zelle ist ±E/2 abhängig von der Polarität der an die Z-Elektrode angelegten Spannung. Die gezahnte Linie 12 bezeichnet eine Äquipotentialfläche mit O-Potential, weil sich die Ladungen auf der Y- und Z-Elektrode kompensieren, so daß die Potentialänderung zwischen der Z-Elektrode und dieser Äquipotentiallinie 12 lediglieh von der an der Z-Elektrode angelegten Spannung abhängig ist.

Fig. 7 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, bei der eine leitende Platte 13 auf der der Z-Elektrode gegenüberliegenden Seite der Zelle angeordnet ist und bei der zwischen dieser leitenden Platte und der Z-Elektrode ferroelektrisches Material und zwischen dieser Platte und den Z- und Y-Elektroden ein nicht ferroelektrisches Dielektrikum 14 vorgesehen ist. Durch Anordnung dieser Platte wird bewirkt, daß die Äquipotentialflächen innerhalb des ferroelektrischen Materials parallel zu den Z-, Y- und Z-Elektroden liegen. Der Vorteil dieser Platte ist der, daß die Feldstärke innerhalb des ferroelektrischen Materials konstant ist, so daß, wie im vorangegangenen schon erwähnt, die angelegte Spannung gleich dem Produkt aus Feldstärke und der Kristalldicke t ist. Es wird also anstatt einer innerhalb des Kristalls variierenden Feldstärke, bewirkt durch die variable Höhe der gezackten Äquipotentialflächen 12, vermittels dieser Platte eine konstante Feldstärke innerhalb des ferroelektrischen Materials erzielt. Das ist vorteilhaft für korrekte und präzise Schaltvorgänge, die für das Schalten einer ferroelektrischen Zelle notwendig sind. In Fig. 8 ist ein äquivalentes Ersatzschaltbild der Schaltung einer Speicherzelle angegeben. Die gestrichelte Linie 15 umschließt die äquivalenten Teile einer Zelle 1, wie in Fig. 2 dargestellt, mit der Z-Elektrode3', der F-Elektrode 4' und der Z-Elektrode 5'. Z₁ und Z₂ stellen die kapazitive Kopplung zwischen der Y- und der Z-Elektrode dar, durch welche eine Äquipotentialfläche in der Zelle beim Punkt/4 verursacht wird. Z₀ stellt die Kapazität des ferroelektrischen Materials dar, das zwischen den Elektroden 3', 4' und 5' angeordnet ist. Z₁ und Z₂ müssen klein gegen Z_n sein, so daß der Spannungsabfall über Z₁ und Z₂ relativ gering ist, wenn die volle Spannung an die Zelle angelegt wird. Der Spannungsgenerator 16 mit einer Spannungsamplitude E ist über den einpoligen Umschalter 17 mit der Elektrode 5' verbunden. Der Generator 18 von ebenfalls der Amplitude E ist über den einpoligen Umschalter

19 mit der Γ-Elektrode 4' verbunden. Der Generator

20 von der Amplitude E/2 ist über den einpoligen

Umschalter 21 mit der Z-Elektrode 3' verbunden. Ein Generator 22 von der Amplitude E/1 verbindet den Generator 18 mit der Kapazität 23, und die Kapazität 23 wiederum ist verbunden mit dem Generator 20. Ein Gleichrichter 24 ist parallel zu der Kapazität 23 angeordnet und mit der Ausgangsleitung 25 verbunden. Die andere Seite der Kapazität 23 ist mit Erde verbunden. Die Kombination des Generators 16 und des Schalters 17 stellt einen Multivibrator oder einen Impulsgenerator dar und ist in dieser vereinfachten Form dargestellt, um die theoretischen Grundlagen dieser Erfindung besser erläutern zu können. Das gleiche gilt für die Kombination des Generators 18 mit dem Schalter 19 und die des Generators 20 mit dem Schalter 21. Dies ist so zu verstehen, daß die Generatoren entweder positive oder negative Impulse je nach Wunsch erzeugen und liefern können.

Wenn das ferroelektrische Material der Zelle eine Polarisation aufweist entsprechend dem Punkt A (Fig. 1) und dementsprechend das Binärelement 0 eingespeichert ist oder entsprechend dem Punkt B (Fig. 1) und dementsprechend das Binärelement 1 eingespeichert ist, so ist es zum Auslesen von entweder 0 oder 1 je nach Einspeicherung notwendig, eine Spannung der Höhe +E an die Zelle anzulegen. Das kann dadurch erreicht werden, daß an die X-Elektrode 3' eine Spannung +E/2 und an die Y- und Z-Elektroden 4' und 5' —E/2 angelegt wird, so daß die Gesamtspannung über der Zelle +E ist. Die Schalter 17, 19 und 21 sind dann auf die Schaltstellung 17«, 19 α und 21a, wie in Fig. 8 gezeigt, eingestellt, um diese Spannungen an die jeweiligen Elektroden anzulegen. Zum Einschreiben oder um eine

ίο Änderung des Polarisationszustandes des ferroelektrischen Materials von A nach B zu erzielen, werden die entgegengesetzten Spannungen an jede dieser Elektroden angelegt, um eine Gesamtspannung von der Größe — E über der Zelle zu bewirken. Wenn kein Lesevorgang erwünscht ist bzw. kein Einschreibvorgang erforderlich ist, ist es notwendig, die an die X-, Y-, Z-Elektroden angelegten Spannungen so zu schalten, daß die Spannung über der Zelle entweder 0 oder +E/l ist, so· daß keine Änderung der Polarisation in der Zelle bewirkt wird. Die folgende Tafel zeigt die verschiedenen Kombinationen von Spannungen, die an die Elektroden der Zelle angelegt werden können, wenn ein Einschreibevorgang, ein Lesevorgang oder kein Einschreibevorgang oder kein

z5 Lesevorgang erwünscht ist:

Schalterstellungen

19

21

1

16

Ausgangsspannung and deren Polarität

20

22

X-

Y-

Z-

Spanung über

17

18

Spannung

Spannung

Spannung

der Zelle

Einschreiben des

a

a

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+

Binärelements 1

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Der Ausgang der Schaltung liegt über der Parallelschaltung der Kapazität 23 des Gleichrichters 24. Die in Fig. 9 dargestellte dreidimensionale Anordnung zeigt die Platten 26, 27 und 28 aus ferroelektrischem Material, die hintereinander mit einem bestimmten Zwischenraum angeordnet sind. Die dreidimensionale ZeHeIa enthält als Dielektrikum ferroelektrisches Material, und die X-, Y- und Z-Elektroden sind auf den beiden Oberflächen dieses Materials aufgedruckt, und zwar die X-Elektrode auf der einen Seite und die Y- und Z-Elektroden in der schon beschriebenen kammförmigen Anordnung auf der entgegengesetzten Seite. Jede der Platten 26, 27 und 28 enthält eine Vielzahl von Zellen la, die mit bestimmten Abständen zeilen- und spaltenweise auf jeder dieser Platten angeordnet sind. Die Zeilen und Spalten sind rechtwinklig zueinander eingeordnet, und jede Überschneidung auf den Zeilen und Spalten bezeichnet die Position einer der Zellen la. Die Z-Elektroden von allen Zellen, die auf einer Zeile, z. B. einer Zeile 29, liegen, sind untereinander verbunden. Die Y-Elektrode aller Zellen, die auf einer Spalte, z. B. einer Spalte 30, liegen, sind ebenfalls untereinander verbunden, und ebenso sind alle Z-Elektroden, die auf einer Spalte liegen, untereinander verbunden. Weiterhin sind die Z-Elektroden der entsprechenden Zeilen jeder der Platten 26, 27 und 28 usw., z. B. der Zeilen 29, untereinander verbunden, und ebenso sind die !^-Elektroden der entsprechenden Spalten dieser Platten, z. B. der Spalten 30, untereinander verbunden, und in der gleichen Weise sind die Z-Elektroden aller Zellen, die auf einer Platte liegen, miteinander verbunden. Wenn es erwünscht ist, eine Information in irgendeiner Zelle auf eine Platte einzuschreiben oder auszulesen, werden Impulse mit der notwendigen Spannung an die entsprechenden Koordinaten-

leiter der ausgewählten Zelle gelegt und damit der gewünschte Vorgang in die Wege geleitet. Die Darstellung in Fig. 9 ist so zu verstehen, daß die drei gezeigten Platten lediglich zur Illustration der Beschreibung dienen und eine beliebige Anzahl von Platten mit einer behebigen Anzahl von Speicherzellen je nach Bedarf zu einer Gesamtanlage zusammengestellt werden kann.

Obwohl in der oben dargestellten Beschreibung nur ein dreidimensionaler ferroelektrischer Speicher mit Zellen, die drei Elektroden enthalten, beschrieben worden ist, ist es natürlich durchaus möglich, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gedankens auch mehrdimensionale Speicher, die Speicherelemente mit einer entsprechenden Anzahl Elektroden enthalten, aufzubauen.

Die Erfindung ist daher nicht auf eine dreidimensionale Speicheranordnung und dreidimensionale Zellen beschränkt, sondern bezieht sich allgemein auf mehrdimensionale Speicheranordnungen für ferroelektrische Speicher.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Ferroelektrische Speicherzelle, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Steuerung des elektrischen Feldes innerhalb des ferroelektrischen Kristalls außer den üblichen zwei Elektroden eine oder mehrere zusätzliche Elektroden vorgesehen sind.

2. Ferroelektrische Speicherzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite des ferroelektrischen Kristalls (2) eine erste Elektrode (3) und auf der gegenüberliegenden Seite eine zweite (4) und an diese angrenzend eine dritte (5) Elektrode zur Steuerung der durch die zweite Elektrode innerhalb des Kristalls bewirkten Feldstärke angeordnet ist.

3. Ferroelektrische Speicherzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nebeneinanderliegenden zweiten und dritten Elektroden (4 und 5 in Fig. 2) kammförmig ausgebildet und so ineinandergeschoben sind, daß sich die Elektroden nicht berühren, jedoch gegeneinander erne möglichst große Kapazität bilden.

4. Ferroelektrische Speicherzelle nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aneinandergrenzenden zweiten und dritten Elektroden (Y und Z in Fig. 7) und dem ferroelektrischen Material (2 a) von der Seite der beiden genannten Elektroden beginnend eine dielektrische Schicht (14) und eine leitende Schicht (13) zusätzlich eingefügt sind.

5. Ferroelektrische Speicheranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherzellen (30) zeilen- und spaltenweise auf einer Platte (27) aus ferroelektrischem Material angeordnet sind.

6. Ferroelektrische Speicheranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Elektroden der jeweils zu einer Zeile oder Spalte gehörigen Speicherzellen miteinander verbunden sind.

7. Dreidimensionale ferroelektrische Speicheranordnung, bestehend aus einer Vielzahl von Speicheranordnungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zeilenweise miteinander verbundenen ersten Elektroden jeder dieser Speicheranordnungen mit den Elektroden der entsprechenden Zeilen aller übrigen Speicheranordnungen, daß die spaltenweise miteinander verbundenen zweiten Elektroden jeder dieser Speicheranordnungen mit den Elektroden der entsprechenden Spalten aller übrigen Speicheranordnungen verbunden sind und die entsprechenden X- bzw. F-Koordinatenleiter bilden und daß die dritten Elektroden dieser Speicheranordnungen auf jeder Speicheranordnung miteinander verbunden sind und die entsprechenden Z-Koordinatenleiter bilden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 024 118;
»RCA-Review«, Juni 1952, S. 186 und 187.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 609/284 6.