JP2001168294A - メモリデバイス及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

メモリデバイス及びその製造方法、並びに電子機器

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JP2001168294A JP35018399A JP35018399A JP2001168294A JP 2001168294 A JP2001168294 A JP 2001168294A JP 35018399 A JP35018399 A JP 35018399A JP 35018399 A JP35018399 A JP 35018399A JP 2001168294 A JP2001168294 A JP 2001168294A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路構成が単純であり、かつコンパクトな
積層タイプのメモリデバイスを提供する。 【解決手段】 各メモリ層をX方向線状電極とY方向線
状電極の交差位置にメモリセルが形成される単純マトリ
クス構造とし、かかるメモリ層を積層してメモリデバイ
スを形成する。積層したメモリ層のうち複数層に関し
て、X方向もしくはY方向のいずれか一方の線状電極は
前記複数層間で短絡しており、他方の線状電極は前記複
数層間で独立して電圧印加可能に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、層構造のメモリデ
バイスに係り、特に単純マトリクス構造のメモリ層を積
層したメモリデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】メモリデバイスの構造には、一対の線状
電極の交差部にメモリセルが形成される単純マトリクス
構造と、各メモリセルごとにメモリセル選択用の薄膜ト
ランジスタが配置されるアクティブマトリクス構造とが
ある。単純マトリクス構造のメモリデバイスにおいて
は、メモリセルの選択は、当該メモリセルに対応するX
方向線状電極及びY方向線状電極を選択することにより
行われる。
【0003】図15は、単純マトリクス構造の具体的な
構成を示す図である。このメモリデバイスは、支持体と
なる基板10上に互いに交差した一対の線状電極11、
線状電極13が配置され、この両線状電極11、13間
にメモリ層12が設けられている。以下、線状電極11
をX方向線状電極、線状電極13をY方向線状電極と呼
ぶ。単純マトリクス構造のメモリデバイスでは、両線状
電極11、13が積層方向に重なる交差部にメモリセル
が構成されることになる。ここで、積層方向とは、基板
10/線状電極11/メモリ層12/線状電極13のよ
うに、製造過程において積層される方向を意味し、図で
は垂直方向に相当する。
【0004】図16に、単純マトリクス構造が3×3の
マトリクスの場合の等価回路を示す。図16(a)はメ
モリセル配置図、図16(b)は等価回路図である。図
16(a)においてX方向線状電極11、Y方向線状電
極13の交差部に形成されたメモリセル301〜309
は、図16(b)において同じ符号のコンデンサに相当
する。
【0005】図17は、単純マトリクス構造における検
出回路や駆動回路101(以下、「検出・駆動回路」と
まとめて呼ぶこととする。)の配置を示す平面模式図で
ある。単純マトリクス構造のメモリデバイスにおいて
は、交差部に位置するメモリセルを選択して読出し処理
や書込み処理を行うためには、各X方向及びY方向線状
電極に対して独立に電流の検出や電圧の印加を行える構
成となっていることが必要である。そのため、検出・駆
動回路101は、各X方向及びY方向線状電極に対し、
それぞれ1つ接続され配置される構成となる。
【0006】ここで、記憶容量を拡大するために、メモ
リ層を積層して層構造とした積層タイプのメモリデバイ
スが知られている。図18に単純マトリクス構造かつ層
構造としたメモリデバイスの例を示す。図18(a)は
XZ平面の断面図、図18(b)はYZ平面の断面図で
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の積層タイプのメ
モリデバイスは、単純マトリクス構造のメモリ層を単純
に積層した構成であったため、検出・駆動回路101
も、各層ごとに、各X方向及びY方向線状電極に対しそ
れぞれ1つ接続される構成となっていた(図18参
照)。かかる構成では、検出・駆動回路101は(層数
×各層の線状電極数×2)個、必要となる。従って、積
層数の増加に応じて、検出・駆動回路等の回路数、これ
らの回路との接続端子数が増加することとなり、回路構
成が複雑化する要因となっていた。
【0008】また、通常、検出・駆動回路等(検出・駆
動回路とメモリの接続部も含む)はメモリ層の形成工程
とは別工程で形成されるため、回路形成領域に複数層分
の検出・駆動回路がまとめて形成されることになる。そ
のため、積層数の増加に応じて、検出・駆動回路が占有
する回路形成領域の面積も増加することとなり、小型化
を図る上で問題となっていた。
【0009】本発明はこのような従来の問題点を解消す
べく創案されたもので、回路構成が単純であり、かつコ
ンパクトな積層タイプのメモリデバイスを提供すること
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のメモリデバイス
は、メモリ層を積層したメモリデバイスであって、各メ
モリ層はX方向線状電極とY方向線状電極の交差位置に
メモリセルが形成される単純マトリクス構造となってお
り、積層したメモリ層のうち複数層に関して、X方向も
しくはY方向の少なくとも一方の線状電極は前記複数層
間で短絡しており、他方の線状電極は前記複数層間で独
立して電圧印加可能に構成されていることを特徴とす
る。前記X方向もしくはY方向の一方の線状電極が前記
複数層間で短絡するように構成してもよい。かかる構成
によれば、線状電極に接続する回路や接続端子の個数を
減らすことができ、回路構成が単純かつコンパクトなメ
モリデバイスを実現することができる。
【0011】また、前記複数層を、積層したメモリ層中
に複数セット設ける構成としてもよい。また、前記複数
層を、1層の単純マトリクス構造のメモリ層を折りたた
むことにより積層して形成することもできる。好適に
は、前記複数層の層数は当該メモリデバイスにおける1
wordのビット数もしくはその整数倍とする。かかる
構成によれば、1word単位でのメモリデバイスへの
アクセスを効率よく行うことができる。
【0012】本発明のメモリデバイスは、1層の単純マ
トリクス構造のメモリ層を渦巻き状に巻くことにより積
層化したことを特徴とする。
【0013】本発明のメモリデバイスにおいて、メモリ
層には強誘電体もしくは電荷移動錯体を用いることがで
きる。
【0014】本発明のメモリデバイスは、電子機器のメ
モリとして使用することができる。電子機器とは、コン
ピュータ、プリンタ等のCPU、メモリ、データの入出
力装置を備えたものをいう。
【0015】本発明のメモリデバイスの製造方法は、メ
モリ層を積層したメモリデバイスの製造方法であって、
X方向線状電極とY方向線状電極の交差位置にメモリセ
ルが形成される単純マトリクス構造のメモリ層を積層す
る工程と、積層したメモリ層のうち複数層に関して、X
方向もしくはY方向の少なくとも一方の線状電極を前記
複数層間で短絡する工程とを備えていることを特徴とす
る。
【0016】前記短絡する工程は、前記X方向もしくは
Y方向の一方の線状電極を前記複数層間で短絡するよう
に構成してもよい。また、前記短絡する工程は、複数セ
ットの前記複数層に対して行うように構成してもよい。
また、好適には、前記複数層の層数は当該メモリデバイ
スにおける1wordのビット数もしくはその整数倍と
なるように構成する。
【0017】本発明のメモリデバイスの製造方法は、メ
モリ層を積層したメモリデバイスの製造方法であって、
X方向線状電極とY方向線状電極の交差位置にメモリセ
ルが形成される単純マトリクス構造のメモリ層を形成す
る工程と、前記形成した単純マトリクス構造のメモリ層
を折りたたむことにより積層する工程とを備えたことを
特徴とする。かかる構成によれば、線状電極を短絡する
工程を省略することができる。
【0018】本発明のメモリデバイスの製造方法は、メ
モリ層を積層したメモリデバイスの製造方法であって、
X方向線状電極とY方向線状電極の交差位置にメモリセ
ルが形成される単純マトリクス構造のメモリ層を形成す
る工程と、前記形成した単純マトリクス構造のメモリ層
を渦巻き状に巻くことにより積層することを特徴とす
る。かかる構成によれば、線状電極を短絡する工程を省
略することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に本発明に係るメモリデバイス
およびその製造方法の実施形態を図面に基づいて説明す
る。 (実施例1)図1は、本発明の実施例1に係るメモリデ
バイスの斜視概略図、図2(a)はXZ断面の模式図、
図2(b)はYZ断面の模式図である。
【0020】図1、図2に示すように、本発明の実施例
1に係るメモリデバイス1は、メモリ層100をn層積
層した構成となっている。各メモリ層100は、X方向
線状電極11とY方向線状電極13が配され、その交差
部にメモリセルが形成される単純マトリクス構造となっ
ている。
【0021】ここで、本実施例では、n=4、すなわち
メモリ層を4層積層しているが、何層積層するかは設計
に応じて定めることができる。また、各層における線状
電極数は、1層におけるメモリセル数に応じて決定され
るが、説明を簡単にするために、図ではX方向線状電
極、Y方向線状電極ともに2本として記載した。
【0022】図2(a)に示すように、X方向線状電極
11は、各層独立に検出・駆動回路101が接続されて
いる。一方、図2(b)に示すように、Y方向線状電極
13は積層方向に短絡されており、各層に共通して検出
・駆動回路101が接続されている。
【0023】かかる構成では、X方向線状電極側は(層
数×各層の線状電極数)個の検出・駆動回路101が必
要となるが、Y方向線状電極側は(各層の線状電極数)
個の検出・駆動回路101で足り、層数の増加によらず
一定となる。
【0024】なお、本実施例ではY方向線状電極につい
て線状電極を短絡する構成としたが、X方向及びY方向
は相対的な概念であるため、Y方向線状電極に代えてX
方向線状電極について短絡する構成としてもよい。
【0025】かかる構成のメモリデバイスにおいて、X
方向もしくはY方向の線状電極のいずれか一方が短絡さ
れていても、任意の層のメモリセルを選択して電圧を印
加することができる原理を説明する。Y方向線状電極に
ついては、積層方向に短絡された状態となっているた
め、各層において同位置の線状電極に対し同時に電圧が
印加されることになる。従って、かかるY方向線状電極
だけでは層を選択することができない。しかし、X方向
線状電極については、各層ごとにそれぞれ検出・駆動回
路が接続されているため、各層独立して電圧を印加する
ことができる。従って、どの層のX方向線状電極に電圧
を印加するかで層を選択することができる。例えば、メ
モリセル200を選択したい場合、図3(a)に示すよ
うに各線状電極に電圧を印加すればよい。また、例えば
メモリセル200とは異なる層のメモリセル201を選
択したい場合は、図3(b)に示すように各線状電極に
電圧を印加すればよい。なお、図において太線で示され
る線状電極は、所定の電圧が印加されていることを示
す。このように、X方向もしくはY方向のいずれか一方
について各層独立に電圧を印加できる構成となっていれ
ば、任意の層を選択することができる。選択した層にお
けるメモリセルの選択は、1層の単純マトリクス構造の
メモリデバイスと同様に行えばよい。
【0026】次に、実施例1のメモリデバイスの製造工
程について説明する。製造工程は、単純マトリクス構造
のメモリ層を形成するメモリ層形成工程(1)〜(4)
と、積層したメモリ層に関して、X方向もしくはY方向
のいずれか一方の線状電極を複数層間で短絡する線状電
極短絡工程(5)とを備えている。メモリ層形成工程
は、(1)X方向線状電極形成工程、(2)誘電体層形
成工程、(3)Y方向線状電極形成工程、(4)絶縁層
形成工程の4工程を備えており、かかる4工程を、積層
する層数分(本実施例では8層分)繰り返すことによ
り、メモリ層を積層することができる。 (1)X方向線状電極形成工程(図4(a)) 基板10(2層目以降の場合は絶縁層)上に電極層を形
成する。電極層は、直流スパッタ法、電子ビーム蒸着法
等で白金を成膜することで得られる。白金の他に好適な
電極として、パラジウム等の貴金属電極、IrO,R
uO,ReO 等の導電性化合物がある。
【0027】電極層の成膜後、レジスト(図示せず)を
塗布し、X方向に線状にパターニングを行い、これをマ
スクとしてドライエッチングを施す。かかる工程によ
り、複数のX方向線状電極11が形成されることにな
る。なお、図では、手前から奥に向かう方向に線状とな
っている。 (2)メモリ層形成工程(図4(b)) X方向線状電極11上にメモリ層12を成膜する。本実
施の形態ではゾル・ゲル法で成膜する場合について説明
する。メモリ層12は、キャパシタとして使用できるも
のあれば用いることができる。例えば、本発明では、メ
モリ層として強誘電体材料を用いることができる。具体
的には、チタン酸鉛(PbTiO)、ジルコン酸チタ
ン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O)、ジルコン酸鉛(P
bZrO )、チタン酸鉛ランタン((Pb,La),
TiO)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン((Pb,
La)(Zr,Ti)O)又は、マグネシウムニオブ
酸ジルコニウムチタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)(M
g,Nb)O)のうち何れかの強誘電体を用いること
により、強誘電体メモリとして構成することができる。
また、メモリ層として電荷移動錯体を用いることができ
る。具体的には、7,7,8,8−テトラシアノキノジ
メタン(TCNQ)をベースとしてCuなどをドナーと
して用いた有機金属電荷移動錯体を好適に用いることが
できる。その他、誘電体材料も適宜選択して用いること
ができる。
【0028】メモリ層としての薄膜はゾル・ゲル法で成
膜することができる。層を形成可能な金属成分の水酸化
物の水和錯体、即ち、ゾルをX方向線状電極11及び基
板10上に塗布・乾燥・脱脂処理して前駆体とし、この
前駆体をRTA処理で結晶化して薄膜を得る。
【0029】また、上述したゾル・ゲル法に限らず、高
周波スパッタ、MOD法(Metal Organic Decomposit
ion Process)、印刷法等でもメモリ層を成膜すること
ができる。スパッタ成膜法に関しては、特開平8−27
7195号公報や、JapaneseJournal of Applied Ph
ysics Vol.32 pp4122-4125“Preparation andCharac
terrization of Pb(ZrxTi1-x)O3 Thin Films by
Reactive Sputtering Using an Alloy Target”等
の文献に詳細に記述されている。また、印刷法によるメ
モリ層の成膜に関しては、特開平3−128681号公
報等に詳細に開示されている。
【0030】メモリ層の成膜後、レジスト(図示せず)
を塗布し、表面が平滑になるように、これをマスクとし
てドライエッチングを施す。 (3)Y方向線状電極形成工程(図4(c)) メモリ層12上に電極層を形成する。電極層は、直流ス
パッタ法、電子ビーム蒸着法等で白金を成膜することで
得られる。白金の他に好適な電極として、パラジウム等
の貴金属電極、IrO,RuO,ReO等の導電
性化合物がある。
【0031】電極層の成膜後、レジスト(図示せず)を
塗布し、X方向線状電極11と直交する方向(Y方向)
に線状にパターニングを行い、これをマスクとしてドラ
イエッチング等を施す。かかる工程により、複数のY方
向線状電極13が形成されることになる。 (4)絶縁体層形成工程(図4(d)) Y方向線状電極層13上に、通常の方法、例えば、PS
GやSiO又はSi等を用いて、常圧CVDや
プラズマCVD等により、絶縁体層14を形成する。こ
の絶縁体層14の形成により、隣接するメモリセル間に
絶縁体層14が入り込み、クロストークの軽減が図られ
ることになる。 (5)線状電極短絡工程(図4(e)、(f)) (1)〜(4)の工程を繰り返すことにより積層された
メモリ層に対し、例えばレーザー光による穴空け処理を
施すことにより、積層方向にスルーホール20を形成す
る。スルーホール形成は積層前に行っても良い。スルー
ホール20は、例えば図5の平面図に示すように、各Y
方向線状電極を通過するように形成する。そして、形成
されたスルーホールに対し、例えば銅やニッケル等の導
電材料をメッキすることにより、各層のY方向線状電極
を短絡して、接続端子21を形成する。前記接続端子2
1は、対応する検出・駆動回路(図4において図示せ
ず)に接続される。 (X方向線状電極の接続端子形成工程)なお、X方向線
状電極については、従来の積層タイプのメモリデバイス
と同様に、各メモリ層形成過程において以下のようにし
て接続端子を形成すればよい。
【0032】すなわち、各メモリ層を形成する際に、X
方向線状電極を、各メモリ層ごとに異なる長さ(下層に
いくほど短く、上層にいくほど長い)だけ、メモリセル
エリア30の外部に延長し、延長部分31を形成する
(図6(a)〜(d))。そして、当該メモリ層を形成
した後、当該メモリ層の延長部分31であって、当該メ
モリ層よりも下層のメモリ層の延長部分31と重なりが
生じない位置に、スルーホール32を形成する(図6
(e))。そして、例えば銅やニッケル等の導電材料を
メッキすることにより、各層ごとに独立した接続端子2
1を形成する(図6(f))。かかる工程を各メモリ層
ごとに実行する(図6(g))。前記接続端子21は、
Y方向線状電極と同様に、対応する検出・駆動回路(図
6において図示せず)に接続される。
【0033】このようにX方向もしくはY方向のいずれ
かの線状電極を短絡した構成とすることによって、接続
端子数、検出・駆動回路数の削減を従来のメモリデバイ
スに比べて削減することができ、回路構成を単純化する
ことができる。その結果、回路の信頼性や歩留まりの向
上を図ることができる。また、Y方向の線状電極につい
ては検出・駆動回路が共有されるため、これらの回路が
占有する面積(体積)を減らすことができ、メモリデバ
イスのコンパクト化を図ることができる。 (実施例2)図7は、本発明の実施例2に係るメモリデ
バイスの斜視概略図、図8はYZ断面の模式図である。
【0034】図7、図8に示すように、本発明の実施例
2に係るメモリデバイス2は、単純マトリクス構造のメ
モリ層100がn層積層されており(n=8)、X方向
線状電極11は各層独立に検出・駆動回路101が接続
されている点では実施例1と同様である。ただし、図8
に示すように、Y方向線状電極13は、n層のメモリ層
がm層ずつグループ化され、各グループごとに積層方向
に短絡された状態で、各グループに共通して検出・駆動
回路101が接続されている点で、実施例1と異なって
いる。
【0035】ここで、本実施例では、n=8、m=4と
しているが、何層積層するか、何層ごとにグループする
かは設計に応じて定めることができる。また、各層にお
ける線状電極数は、1層におけるメモリセル数に応じて
決定されるが、説明を簡単にするために、図ではX方向
線状電極、Y方向線状電極ともに2本として記載した。
【0036】かかる構成では、X方向線状電極側は(層
数×各層の線状電極数)個の検出・駆動回路101が必
要となるが、Y方向線状電極側は(グループ数×各層の
線状電極数)個の検出・駆動回路101となる。
【0037】なお、本実施例ではY方向線状電極につい
て線状電極を短絡する構成としたが、X方向及びY方向
は相対的な概念であるため、Y方向線状電極に代えてX
方向線状電極について短絡する構成としてもよい。
【0038】実施例2のメモリデバイスの製造方法は、
メモリ層を形成する工程、及び、X方向線状電極の接続
端子を形成する工程に関しては、実施例1と同様であ
る。
【0039】ただし、各メモリ層を形成する工程におい
て、Y方向線状電極についてもメモリセルエリアの外部
に延長部分が形成される点、及び、線状電極短絡工程が
グループとなる複数のメモリ層が形成されるごとに実行
される点が異なっている。
【0040】各メモリ層を形成する工程中のY方向線状
電極形成工程において、Y方向線状電極を、各グループ
ごとに異なる長さ(下層にいくほど短く、上層にいくほ
ど長い)だけ、メモリセルエリア30から外部に引き出
して延長部分31を形成する。(図9(a)参照) そして、線状電極短絡工程では、グループを構成する複
数のメモリ層が形成された段階で、当該グループの延長
部分31であって、当該グループよりも下層のグループ
の延長部分31と重なりが生じない位置を通過するよう
に、スルーホールを形成する。そして、例えば銅やニッ
ケル等の導電材料をメッキすることによりスルーホール
を通じて各グループのY方向線状電極を短絡し、接続端
子21を形成する(図9(b)参照)。
【0041】ここでグループを構成するメモリ層の層数
mは、当該メモリデバイスにおける1wordを構成す
るビット数もしくはその整数倍であることが望ましい。
例えば1wordが8ビットの場合、1グループを8層
で構成する。以下、1word8ビットであるとして、
上記の望ましい理由を説明する。
【0042】通常メモリデバイスへのアクセスは1wo
rd(もしくはその整数倍)単位で行われる。今、メモ
リセルが2値メモリセル(すなわち1ビット)であると
すると、1wordを構成するには8個のメモリセルが
必要となるが、かかる8個を同一メモリ層上のメモリセ
ルで構成してしまうことは好ましくない。なぜならば、
単純マトリクス構造のメモリデバイスでは、同一メモリ
層において同時にアクセスできるメモリセルは一つのみ
であるため、1wordを同一メモリ層のメモリセルで
構成してしまうと、1word(すなわち8個のメモリ
セル)を同時にアクセスしなければならず、検出・駆動
回路の負荷が増すことになってしまうからである。従っ
て、本実施例のメモリデバイスでは、1wordを異な
る層のメモリセルで構成するものとする。
【0043】ここで、本実施例のメモリデバイスは、Y
方向線状電極がグループ単位で短絡しているため、Y方
向線状電極への電圧印加はグループ単位で行われること
になる。例えばグループの層数mが4であるとすると、
1wordのメモリへアクセスするためには、2つのグ
ループのY方向線状電極に対して電圧を印加しなければ
ならない。また、例えばグループの層数mが10である
とすると、1wordのメモリへアクセスした際に、ア
クセスする必要のない2層分のY方向線状電極にも電圧
が印加されてしまうことになる。そこで、グループの層
数mを1wordを構成するビット数に等しくすること
により、効率よく必要なメモリ層のY方向線状電極にの
み電圧を印加することができる。なお、1wordを構
成するビット数のp倍(pは整数)とした場合は、1つ
のグループのY方向線状電極に対して電圧を印加するこ
とで(p)word同時にアクセスすることができるメ
モリデバイスを提供することができる。 (実施例3)図10は、本発明の実施例3に係るメモリ
デバイスの斜視概略図、図11はYZ断面の模式図であ
る。ただし、図を見やすくするために、図10ではX方
向線状電極に接続される検出・駆動回路を省略してい
る。
【0044】図10、図11に示すように、本発明の実
施例3に係るメモリデバイス3は、単純マトリクス構造
のメモリ層100がn層積層されており、X方向線状電
極11は各層独立に検出・駆動回路101が接続されて
いる点では実施例1と同様である。
【0045】ただし、図11に示すように、Y方向線状
電極13は、積層方向に短絡された状態で検出・駆動回
路が接続されている点では実施例1と同様であるが、実
施例1ではメモリデバイスの同一側面で短絡されている
のに対し、本実施例ではメモリデバイスの対向する2側
面で交互に短絡される構成となっている点で異なる。
【0046】次に、実施例3のメモリデバイスの製造工
程について説明する。製造工程は、単純マトリクス構造
の平面メモリ層を形成する平面メモリ層形成工程と、平
面メモリ層を所定方向に折りたたむことにより複数のメ
モリ層を積層する折りたたみ工程とを備えている。
【0047】平面メモリ層形成工程は、実施例1の工程
(1)〜(4)と同様にして実行できる。
【0048】折りたたみ工程は、平面メモリ層を図10
に示すように折りたたむことにより、メモリ層を積層化
する。かかる工程の結果得られるメモリデバイスは、対
向する2側面で交互に短絡された構成となっている。折
りたたんだ後には、接着等により形状を保持しても良い
し、筐体に入れて固定しても良い。
【0049】ここで、Y方向線状電極の長さ=(層数×
X方向線状電極の長さ)となるように平面メモリ層を形
成しておくことで、積層化された状態において各層のX
方向、Y方向の線状電極数を同一とすることができる。
【0050】本実施例では、実施例1と同様の効果に加
え、平面メモリ層を折りたたむことにより、実質的に積
層方向にY方向線状電極が短絡した構成を実現できるた
め、スルーホールを形成して短絡する工程を省略するこ
とができる。 (実施例4)図13は、本発明の実施例4に係るメモリ
デバイスの斜視概略図、図14は半径方向断面の模式図
である。
【0051】図13、図14に示すように、本発明の実
施例4に係るメモリデバイス4は、単純マトリクス構造
のメモリ層が渦巻き状に巻かれ、半径方向に積層化され
た構成となっている。ここで、360度1周した層を1
層とみなすと、X方向線状電極は、各層独立に検出・駆
動回路101が接続されている。Y方向線状電極は、全
層について短絡(接続)された状態で、各層に共通して
検出・駆動回路101が接続されている。なお、図を見
やすくするために、図13ではX方向線状電極等の一部
を省略している。
【0052】次に、実施例4のメモリデバイスの製造工
程について説明する。製造工程は、単純マトリクス構造
の平面メモリ層を形成する平面メモリ層形成工程と、平
面メモリ層を所定方向に渦巻き状に巻き込むことにより
複数のメモリ層を積層する巻き込み工程(5)とを備え
ている。
【0053】平面メモリ層形成工程は、実施例1の工程
(1)〜(4)と同様にして実行できる。
【0054】巻き込み工程は、平面メモリ層を図11に
示すように巻き込むことにより、メモリ層を積層化す
る。巻き込んだ後には、接着等により形状を保持しても
良いし、筐体に入れて固定しても良い。
【0055】本実施例では、Y方向線状電極が全層につ
いて短絡(接続)されているため、接続端子数、検出・
駆動回路数の削減を従来のメモリデバイスに比べて削減
することができ、回路構成を単純化することができる。
その結果、回路の信頼性や歩留まりを向上を図ることが
できる。また、Y方向の線状電極については検出・駆動
回路が共有されるため、これらの回路が占有する面積
(体積)を減らすことができ、メモリデバイスのコンパ
クト化を図ることができる。
【0056】更に、本実施例では、平面メモリ層を巻き
込むことにより、Y方向線状電極が短絡(接続)された
構成を実現できるため、スルーホールを形成して短絡す
る工程を省略することができる。 (実施例5)本実施例では、実施例1の図1、図2
(a)及び(b)の構造において、更にX方向線状電極
(11)が積層方向に短絡されており、更に、各層間に
層選択電極が設けられている。図19は、本実施例のメ
モリデバイスのXZ断面(図1参照)を模式的に示す図
である。
【0057】図19に示す構造を詳述すると、図2に示
す構造と同様にメモリ層がn層積層された構造であり、
X方向線状電極11及びY方向線状電極13の交差部で
メモリセルが形成される。更に、各メモリ層を挟持した
積層体(X方向線状電極11/メモリ層12/Y方向線
状電極13)間に、絶縁層(16、17)で挟持された
層選択電極15が、各層全面又は全てのメモリセルの範
囲をカバーするように設けられている。そして、X方向
線状電極11及びY方向線状電極13はいずれも積層方
向に短絡しており、各層に共通して検出・駆動回路10
1が接続されている。一方、層選択電極15は、検出・
駆動回路103に接続されているが、各層の選択が可能
である。
【0058】本実施例のメモリデバイスにおいて、メモ
リ層12として強誘電体層を用いた場合、以下のように
書き込み動作がなされる。まず、図19に示すように、
積層方向において対応する位置に存する各層のメモリセ
ルA、B及びCが同図のように分極していた場合、例え
ば、X方向線状電極11に−V/2、Y方向線状電極1
3にV/2を印加し(Vは強誘電体の飽和電圧)、同時
に層選択電極15に選択的にV/2以上(3V/2未
満)の電界を印加する(図19では、最上層及び最下層
には印加し、中層には印加しない)。このとき、層選択
電極に電圧印加のなかった層に対応するメモリセルBに
は電圧Vが印加されるが、層選択電極に電圧印加のなさ
れた層に対応するメモリセルA及びCにはセル電極間に
所望の電位差が生じず(V/2以下)、図に示す分極状
態が変化することはない。このように、X方向線状電極
11及びY方向線状電極に対する電圧印加と、層選択電
極15の選択(選択的な電圧印加)とにより、各メモリ
セルに所望の電圧を印加し、書き込み又は読み出し動作
を行う。 (その他変形例)本発明により製造したメモリデバイス
は、メモリを備える全ての電子機器、例えばコンピュー
タの内部記憶装置、メモリスティック、メモリカードな
どに用いることができる。
【0059】なお、本発明は上述したような実施例に限
定されることなく、種々に変形して適用することが可能
である。例えば、本発明は、強誘電体層の代わりに誘電
体層を用いることもできる。また、強誘電体層の代わり
に、電圧によりインピーダンスが変化し2値をとる電荷
移動錯体材料を用いることにより、単純マトリクス構造
の不揮発メモリとして適用することもできる。
【0060】
【発明の効果】本発明に係るメモリデバイスは、X方向
もしくはY方向の線状電極を複数層について短絡した構
成とすることにより、検出・駆動回路や接続端子の個数
を減らすことができ、回路構成が単純かつコンパクトな
メモリデバイスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1に係るメモリデバイスの斜視概略図
である。
【図2】 実施例1に係るメモリデバイスの断面を表わ
す模式図である。
【図3】 任意のメモリセルを選択することができる原
理について説明する図である。
【図4】 実施例1に係るメモリデバイスの製造工程を
説明する図である。
【図5】 スルーホールの位置を説明するための図であ
る。
【図6】 X方向線状電極の接続端子形成工程を説明す
る図である。
【図7】 実施例2に係るメモリデバイスの斜視概略図
である。
【図8】 実施例2に係るメモリデバイスの断面を表わ
す模式図である。
【図9】 実施例2に係るメモリデバイスの製造工程を
説明する図である。
【図10】 実施例3に係るメモリデバイスの斜視概略
図である。
【図11】 実施例3に係るメモリデバイスの断面を表
わす模式図である。
【図12】 折りたたみ工程を説明する図である。
【図13】 実施例4に係るメモリデバイスの斜視概略
図である。
【図14】 実施例4に係るメモリデバイスの断面を表
わす模式図である。
【図15】 単純マトリクス構造のメモリデバイスを説
明するための図である。
【図16】 単純マトリクス構造のメモリデバイスの等
価回路を示す図である。
【図17】 単純マトリクス構造のメモリデバイスの検
出・駆動回路の配置を説明する図である。
【図18】 従来技術における単純マトリクス構造かつ
層構造のメモリデバイスを説明する図である。
【図19】 実施例5に係るメモリデバイスの構造を模
式的に表わす断面図である。
【符号の説明】
10 基板 11 X方向線状電極 12 メモリ層 13 Y方向線状電極 14、16、17 絶縁層 15 層選択電極 100 メモリ層 101 検出・駆動回路 200、201、301〜309、A、B、C メモリ
セル

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリ層を積層したメモリデバイスであ
    って、 各メモリ層はX方向線状電極とY方向線状電極の交差位
    置にメモリセルが形成される単純マトリクス構造となっ
    ており、 積層したメモリ層のうち複数層に関して、X方向もしく
    はY方向の少なくとも一方の線状電極は前記複数層間で
    短絡しており、他方の線状電極は前記複数層間で独立し
    て電圧印加可能に構成されていることを特徴とするメモ
    リデバイス。
  2. 【請求項2】 前記X方向もしくはY方向の一方の線状電
    極が前記複数層間で短絡していることを特徴とする請求
    項1記載のメモリデバイス。
  3. 【請求項3】 前記複数層が、積層したメモリ層中に複
    数セットあることを特徴とする請求項1又は2記載のメ
    モリデバイス。
  4. 【請求項4】 前記複数層の層数は当該メモリデバイス
    における1wordのビット数もしくはその整数倍であ
    ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記
    載のメモリデバイス。
  5. 【請求項5】 前記複数層が、1層の単純マトリクス構
    造のメモリ層を折りたたむことにより積層して形成され
    ていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項
    に記載のメモリデバイス。
  6. 【請求項6】 1層の単純マトリクス構造のメモリ層を
    渦巻き状に巻くことにより積層化したことを特徴とする
    メモリデバイス。
  7. 【請求項7】 前記メモリ層は強誘電体からなることを
    特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のメモ
    リデバイス。
  8. 【請求項8】 前記メモリ層は電荷移動錯体からなるこ
    とを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
    メモリデバイス。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至請求項5の何れかに記載の
    メモリデバイスをメモリとして備えた電子機器。
  10. 【請求項10】 メモリ層を積層したメモリデバイスの
    製造方法であって、 X方向線状電極とY方向線状電極の交差位置にメモリセ
    ルが形成される単純マトリクス構造のメモリ層を積層す
    る工程と、 積層したメモリ層のうち複数層に関して、X方向もしく
    はY方向の少なくとも一方の線状電極を前記複数層間で
    短絡する工程とを備えていることを特徴とするメモリデ
    バイスの製造方法。
  11. 【請求項11】 前記短絡する工程は、前記X方向もし
    くはY方向の一方の線状電極を前記複数層間で短絡する
    工程であることを特徴とする請求項10記載のメモリデ
    バイスの製造方法。
  12. 【請求項12】 前記短絡する工程は、複数セットの前
    記複数層に対して行われることを特徴とする請求項10
    又は11記載のメモリデバイスの製造方法。
  13. 【請求項13】 前記複数層の層数は当該メモリデバイ
    スにおける1wordのビット数もしくはその整数倍で
    あることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1
    項に記載のメモリデバイスの製造方法。
  14. 【請求項14】 メモリ層を積層したメモリデバイスの
    製造方法であって、 X方向線状電極とY方向線状電極の交差位置にメモリセ
    ルが形成される単純マトリクス構造のメモリ層を形成す
    る工程と、 前記形成した単純マトリクス構造のメモリ層を折りたた
    むことにより積層する工程とを備えたことを特徴とする
    メモリデバイスの製造方法。
  15. 【請求項15】 メモリ層を積層したメモリデバイスの
    製造方法であって、X方向線状電極とY方向線状電極の
    交差位置にメモリセルが形成される単純マトリクス構造
    のメモリ層を形成する工程と、 前記形成した単純マトリクス構造のメモリ層を渦巻き状
    に巻くことにより積層することを特徴とするメモリデバ
    イスの製造方法。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004056140A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Hewlett-Packard Development Co Lp キュービック・メモリ・アレイ
WO2004017410A1 (ja) * 2002-08-19 2004-02-26 Seiko Epson Corporation 強誘電体メモリおよびその製造方法
JP2004362753A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 超低コストの固体メモリ
JP2007511895A (ja) * 2003-05-15 2007-05-10 マイクロン・テクノロジー・インコーポレーテッド 1T‐nメモリセル積層構造体
JP2007281198A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置
US7425724B2 (en) 2002-04-18 2008-09-16 Sony Corporation Memory device and method of production and method of use of same and semiconductor device and method of production of same
JP2009170082A (ja) * 2008-01-15 2009-07-30 Samsung Electronics Co Ltd 3次元アレイ構造を備えるメモリ装置及びそのリペア方法
JP2009260178A (ja) * 2008-04-21 2009-11-05 Seiko Epson Corp マスクromおよびマスクromの製造方法
JP2010020863A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Toshiba Corp 三次元メモリデバイス
US7750334B2 (en) 2003-04-03 2010-07-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Phase change memory device
US8027188B2 (en) 2007-11-28 2011-09-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
US9691737B2 (en) 2014-06-05 2017-06-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device
WO2022106956A1 (ja) * 2020-11-20 2022-05-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7425724B2 (en) 2002-04-18 2008-09-16 Sony Corporation Memory device and method of production and method of use of same and semiconductor device and method of production of same
JP2004056140A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Hewlett-Packard Development Co Lp キュービック・メモリ・アレイ
WO2004017410A1 (ja) * 2002-08-19 2004-02-26 Seiko Epson Corporation 強誘電体メモリおよびその製造方法
US6917063B2 (en) 2002-08-19 2005-07-12 Seiko Epson Corporation Ferroelectric memory and method of fabricating the same
US7750334B2 (en) 2003-04-03 2010-07-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Phase change memory device
US8237143B2 (en) 2003-04-03 2012-08-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Phase change memory device
US8022381B2 (en) 2003-04-03 2011-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Phase change memory device
JP2007511895A (ja) * 2003-05-15 2007-05-10 マイクロン・テクノロジー・インコーポレーテッド 1T‐nメモリセル積層構造体
JP2004362753A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 超低コストの固体メモリ
JP4745108B2 (ja) * 2006-04-06 2011-08-10 株式会社東芝 不揮発性半導体記憶装置
JP2007281198A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置
US8027188B2 (en) 2007-11-28 2011-09-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
US8085585B2 (en) 2007-11-28 2011-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
JP2009170082A (ja) * 2008-01-15 2009-07-30 Samsung Electronics Co Ltd 3次元アレイ構造を備えるメモリ装置及びそのリペア方法
KR101373183B1 (ko) 2008-01-15 2014-03-14 삼성전자주식회사 3차원 어레이 구조를 갖는 메모리 장치 및 그것의 리페어방법
JP2009260178A (ja) * 2008-04-21 2009-11-05 Seiko Epson Corp マスクromおよびマスクromの製造方法
JP2010020863A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Toshiba Corp 三次元メモリデバイス
US9691737B2 (en) 2014-06-05 2017-06-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device
WO2022106956A1 (ja) * 2020-11-20 2022-05-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置

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