JP2002015588A - 半導体記憶装置及びその駆動方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその駆動方法

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JP2002015588A
JP2002015588A JP2000192464A JP2000192464A JP2002015588A JP 2002015588 A JP2002015588 A JP 2002015588A JP 2000192464 A JP2000192464 A JP 2000192464A JP 2000192464 A JP2000192464 A JP 2000192464A JP 2002015588 A JP2002015588 A JP 2002015588A
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voltage
drain
source
effect transistor
transistor
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Takehisa Kato
剛久 加藤
Yasuhiro Shimada
恭博 嶋田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/78391Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate the gate comprising a layer which is used for its ferroelectric properties
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B53/00Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 不揮発性の半導体記憶装置において時間の経
過に伴って読み出し電圧が劣化する現象を抑制する。 【解決手段】 強誘電体膜の上に形成されたゲート電極
を有する電界効果型トランジスタからなる半導体記憶装
置の駆動方法は、ゲート電極に電圧を印加して強誘電体
膜の分極状態を変化させることにより半導体記憶装置に
データを書き込む工程と、ゲート電極に電圧を印加した
状態で電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間に
電圧を印加したときに電界効果型トランジスタのドレイ
ン・ソース間に現われる電流変化を検出することにより
半導体記憶装置に書き込まれているデータを読み出す工
程とを備えている。データを読み出す工程において電界
効果型トランジスタのドレイン・ソース間に印加する電
圧の大きさは、電界効果型トランジスタのドレイン・ソ
ース間の電流がドレイン・ソース間の電圧の増加に伴っ
て増加するような範囲内に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性の半導体
記憶装置及びその駆動方法に関し、特に、強誘電体膜の
上に形成されたゲート電極を有する電界効果型トランジ
スタからなるMFS型トランジスタ、強誘電体膜と誘電
体膜との積層膜の上に形成されたゲート電極を有する電
界効果型トランジスタからなるMFIS型トランジス
タ、又は電界効果型トランジスタのゲート電極の上に強
誘電体コンデンサが設けられてなるMFMIS型トラン
ジスタから構成される半導体記憶装置及びその駆動方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】強誘電体膜を有する1トランジスタ型の
不揮発性半導体記憶装置としては、MFS型トランジス
タ、MFIS型トランジスタ及びMFMIS型トランジ
スタの3種類が知られている。
【0003】MFS型トランジスタとは、Metal (金
属)/Ferroelectric (強誘電体)/Semiconductor
(半導体)の積層構造を意味し、半導体基板上における
チャネル領域の上に直接に形成された強誘電体膜からな
るゲート絶縁膜を有するトランジスタである。
【0004】MFIS型トランジスタとは、Metal (金
属)/Ferroelectric (強誘電体)/Insulator (誘電
体)/Semiconductor (半導体)の積層構造を意味し、
強誘電体膜からなるゲート絶縁膜と半導体基板との間に
バッファ層となる誘電体膜を有するトランジスタであっ
て、MFS型トランジスタよりも界面特性が改善されて
いる。
【0005】MFMIS型トランジスタとは、Metal
(金属)/Ferroelectric (強誘電体)/Metal (金
属)/Insulator (誘電体)/Semiconductor (半導
体)の積層構造を意味し、MOS構造を有する電界効果
型トランジスタのゲート電極の上に強誘電体コンデンサ
が設けられたトランジスタであって、電界効果型トラン
ジスタのゲート電極の上に絶縁膜を介して強誘電体コン
デンサが形成された第1の構造と、電界効果型トランジ
スタのゲート電極が強誘電体コンデンサの下部電極を兼
ねる第2の構造とが知られている。
【0006】ところで、強誘電体膜を有する1トランジ
スタ型の不揮発性半導体記憶装置(不揮発性メモリ)を
データ蓄積用トランジスタとして用いるメモリセルにお
いては、例えば、特許第2921812号公報に示され
ているように、MFSトランジスタからなるデータ蓄積
用トランジスタに、ゲート選択用トランジスタ及びソー
ス選択用トランジスタがそれぞれ接続されることにより
1つのメモリセルが構成されている。
【0007】図6は特許第2921812号公報に示さ
れている1トランジスタ型の不揮発性半導体記憶装置の
回路構成を示しており、図6において、WLは書き込み
用ワード線であり、RLは読み出し用ワード線であり、
GLは動作電圧供給線であり、BLはビット線であり、
1 はデータ蓄積用トランジスタであり、Q2 は書き込
み用トランジスタであり、Q3 は読み出し用トランジス
タである。
【0008】データ蓄積用トランジスタQ1 のゲート
は、書き込み用トランジスタQ2 を介して動作電圧供給
線GLに接続され、データ蓄積用トランジスタQ1 のド
レインは、読み出し用トランジスタQ3 を介してビット
線BLに接続され、データ蓄積用トランジスタQ1 のソ
ースは接地されている。このような回路構成を有する複
数のメモリセルがシリコン基板上に配置されることによ
りメモリセルアレイが構成されている。
【0009】以下、前記の回路構成を有するメモリセル
に対して、データの消去(ERASE)、データの書き
込み(WRITE)及びデータの読み出し(READ)
を行なう動作について、図7を参照しながら説明する。
【0010】まず、半導体基板上のウエル領域に負電位
を印加して、データ蓄積用トランジスタQ1 のゲート・
基板間に電圧を印加することにより、強誘電体膜の分極
方向を一方向に揃える。これによって、全てのメモリセ
ルのデータが消去される。
【0011】次に、データの書き込み動作をする際に
は、書き込み用トランジスタQ2 により選択された所定
のアドレスにあるメモリセルのデータ蓄積用トランジス
タQ1に対して、ゲート・基板間に電圧を印加して強誘
電体膜の分極方向を反転(オン状態)させるか、又はゲ
ート・基板間に電圧を印加することなく強誘電体膜の分
極方向を保持(オフ状態)する。すなわち、入力データ
に応じて分極反転(オン状態)又は分極保持(オフ状
態)という2種類の分極状態を発生させることにより、
データの書き込みを行なう。強誘電体膜の分極状態は電
圧を印加しない状態でも保持されるので、不揮発性の半
導体記憶装置として機能する。
【0012】次に、データの読み出し動作は、読み出し
用トランジスタQ3 をオンして、ビット線BLからデー
タ蓄積用トランジスタQ1 のチャネルを通って接地線に
流れる電流(ドレイン・ソース間電流)に伴う電圧降下
を検出することにより行なう。データ蓄積用トランジス
タQ1 の強誘電体膜の分極状態に応じて、チャネル抵抗
が変化するので、書き込まれたデータが読み出される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、不揮発性の
半導体記憶装置の駆動方法においては、強誘電体膜の分
極方向が反転している場合(オン状態)のデータ蓄積用
トランジスタQ1 のサブスレッショルド曲線におけるド
レイン・ソース間電流Idsと、強誘電体の分極方向が反
転していない場合(オフ状態)のデータ蓄積用トランジ
スタQ1 のサブスレッショルド曲線におけるドレイン・
ソース間電流Idsとの差が最も大きくなるようなゲート
電圧VG に、データ蓄積用トランジスタQ1 のしきい値
を設定することにより、半導体記憶装置の読み出し動作
の効率化を図っている。
【0014】ところが、不揮発性の半導体記憶装置に
は、時間の経過に伴って読み出し電圧が劣化する(ドレ
イン・ソース間電圧が低下する)という避けられない問
題がある。
【0015】前記に鑑み、本発明は、不揮発性の半導体
記憶装置において時間の経過に伴って読み出し電圧が劣
化する現象を抑制して、不揮発性の半導体記憶装置のリ
テンション特性、すなわち(時間経過後のドレイン・ソ
ース間電流I’ds)/(初期状態のドレイン・ソース間
電流Ids)を向上させることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本件発明者らは、従来は殆ど考慮されていなかっ
た、読み出し動作をする際の読み出し電圧(ドレイン・
ソース間電圧)に着目して実験を行なった結果、読み出
し電圧を半導体記憶装置を構成する電界効果型トランジ
スタのドレイン非飽和領域(ドレイン・ソース間電流が
ドレイン・ソース間電圧に依存する領域)に設定する
と、ドレイン・ソース間電流IDSの劣化を抑制すること
ができるということを見い出したものであり、本発明に
係る半導体記憶装置の駆動方法は、前記の知見に基づい
てなされたものである。
【0017】具体的には、本発明に係る第1の半導体記
憶装置の駆動方法は、強誘電体膜の上に形成されたゲー
ト電極を有する電界効果型トランジスタからなるMFS
型トランジスタ、又は強誘電体膜と誘電体膜との積層膜
の上に形成されたゲート電極を有する電界効果型トラン
ジスタからなるMFIS型トランジスタにより構成され
る半導体記憶装置の駆動方法を対象とし、ゲート電極に
電圧を印加して強誘電体膜の分極状態を変化させること
により半導体記憶装置にデータを書き込む工程と、ゲー
ト電極に電圧を印加した状態で電界効果型トランジスタ
のドレイン・ソース間に電圧を印加したときに電界効果
型トランジスタのドレイン・ソース間に現われる電流変
化を検出することにより前記半導体記憶装置に書き込ま
れているデータを読み出す工程とを備え、データを読み
出す工程において電界効果型トランジスタのドレイン・
ソース間に印加する電圧の大きさは、電界効果型トラン
ジスタのドレイン・ソース間の電流がドレイン・ソース
間の電圧の増加に伴って増加するような範囲内に設定す
るものである。
【0018】本発明に係る第2の半導体記憶装置の駆動
方法は、電界効果型トランジスタのゲート電極の上に強
誘電体コンデンサが設けられてなるMFMIS型トラン
ジスタにより構成され、強誘電体コンデンサの上部電極
からなる制御ゲートを有する半導体記憶装置の駆動方法
を対象とし、制御ゲートに電圧を印加して強誘電体コン
デンサの強誘電体膜の分極状態を変化させることにより
半導体記憶装置にデータを書き込む工程と、制御ゲート
に電圧を印加した状態で電界効果型トランジスタのドレ
イン・ソース間に電圧を印加したときに電界効果型トラ
ンジスタのドレイン・ソース間に現われる電流変化を検
出することにより半導体記憶装置に書き込まれているデ
ータを読み出す工程とを備え、データを読み出す工程に
おいて電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間に
印加する電圧の大きさは、電界効果型トランジスタのド
レイン・ソース間の電流がドレイン・ソース間の電圧の
増加に伴って増加するような範囲内に設定するものであ
る。
【0019】本発明に係る第1又は第2の半導体記憶装
置の駆動方法によると、データ読み出し工程において電
界効果型トランジスタのドレイン・ソース間に印加する
電圧つまり読み出し電圧の大きさは、電界効果型トラン
ジスタのドレイン・ソース間の電流がドレイン・ソース
間の電圧の増加に伴って増加するような範囲内に設定さ
れているため、時間の経過に伴って発生するドレイン・
ソース間電流の劣化を抑制することができる。
【0020】本発明に係る第1の半導体記憶装置は、強
誘電体膜の上に形成されたゲート電極を有する電界効果
型トランジスタからなるMFS型トランジスタ、又は強
誘電体膜と誘電体膜との積層膜の上に形成されたゲート
電極を有する電界効果型トランジスタからなるMFIS
型トランジスタにより構成される半導体記憶装置を対象
とし、データの書き込み時にゲート電極に第1の電圧を
供給して強誘電体膜の分極状態を変化させる第1の電圧
供給手段と、データの読み出し時に電界効果型トランジ
スタのドレイン・ソース間に第2の電圧を供給する第2
の電圧供給手段とを備え、第2の電圧供給手段が供給す
る第2の電圧の大きさは、電界効果型トランジスタのド
レイン・ソース間の電流がドレイン・ソース間の電圧の
増加に伴って増加するような範囲内に設定されている。
【0021】本発明に係る第2の半導体記憶装置は、電
界効果型トランジスタのゲート電極の上に強誘電体コン
デンサが設けられてなるMFMIS型トランジスタによ
り構成され、強誘電体コンデンサの上部電極からなる制
御ゲートを有する半導体記憶装置を対象とし、データの
書き込み時に制御ゲートに第1の電圧を供給して強誘電
体膜の分極状態を変化させる第1の電圧供給手段と、デ
ータの読み出し時に電界効果型トランジスタのドレイン
・ソース間に第2の電圧を供給する第2の電圧供給手段
とを備え、第2の電圧供給手段が供給する第2の電圧の
大きさは、電界効果型トランジスタのドレイン・ソース
間の電流がドレイン・ソース間の電圧の増加に伴って増
加するような範囲内に設定されている。
【0022】本発明に係る第1又は第2の半導体記憶装
置によると、データの読み出し時に第2の電圧供給手段
により電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間に
供給される第2の電圧の大きさは、電界効果型トランジ
スタのドレイン・ソース間の電流がドレイン・ソース間
の電圧の増加に伴って増加するような範囲内に設定され
ているため、時間の経過に伴って発生するドレイン・ソ
ース間電流の劣化を抑制することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
半導体記憶装置の駆動方法について、MFIS型トラン
ジスタを例にとって説明する。
【0024】図1に示すように、シリコンからなるp型
の半導体基板11の表面部にドレイン又はソースとなる
一対のn型の不純物拡散層12が形成されていると共
に、半導体基板11の上に、CeO2 からなり20nm
の厚さを有する誘電体膜13及びSrBi2Ta29
らなり200nmの厚さを有する強誘電体膜14が順次
形成されており、誘電体膜13及び強誘電体膜14によ
りゲート絶縁膜が構成されている。ゲート絶縁膜の上に
おける一対のn型不純物拡散層12同士の間にはアルミ
ニウムからなるゲート電極15が形成されており、該ゲ
ート電極15のゲート長は7μmであってゲート幅は5
μmである。
【0025】図2において、実線は、前記の構造を有す
るMFIS型トランジスタのゲート電極15に+8Vの
電圧を印加した後に、ゲート・ソース間電圧Vgsを0V
から2Vの間で変化させたときのドレイン・ソース間電
流Idsを測定して得たVgs−Ids特性図であって、波線
は、前記の構造を有するMFIS型トランジスタのゲー
ト電極15に−8Vの電圧を印加した後に、ゲート・ソ
ース間電圧Vgsを0Vから2Vの間で変化させたときの
ドレイン・ソース間電流Idsを測定して得たV gs−Ids
特性図である。
【0026】図2から明らかなように、ゲート電極15
に+8Vの電圧を印加したとき(オン状態)のゲート・
ソース間電圧Vgsと、ゲート電極15に−8Vの電圧を
印加したとき(オフ状態)のゲート・ソース間電圧Vgs
との電圧差Vt は0.6Vである。また、読み出し動作
時のゲート・ソース間電圧Vgsを0.9Vに設定する
と、オン状態のときのドレイン・ソース間電流Idsはオ
フ状態のときのドレイン・ソース間電流Idsの約103
倍である。すなわち、読み出し時のゲート電圧を0.9
Vにすると、(オン状態のときのドレイン・ソース間電
流)/(オフ状態のときのドレイン・ソース間電流)は
約1×103 である。
【0027】図3は、初期状態、初期状態から室温で2
×106 秒間放置した場合及び初期状態から室温で6×
106 秒間放置した場合における、MFIS型トランジ
スタのドレイン・ソース間電圧VDSとドレイン・ソース
間電流IDSとの関係を示している。図3から分かるよう
に、MFIS型トランジスタを長時間室温で放置する
と、強誘電体膜におけるリークによる電荷消失及び分極
低下によって、ドレイン・ソース間電流IDSは初期状態
に比べて約1/10程度に低下する。
【0028】図4は、初期状態のドレイン・ソース間電
流IDSに対する、2×106 秒間放置後又は6×106
秒間放置後のドレイン・ソース間電流I’DSの比
(IDS’/IDS)を表わしている。
【0029】図3及び図4において、ドレイン非飽和領
域とはドレイン・ソース間電流がドレイン・ソース間電
圧に依存する領域を意味し、ドレイン飽和領域とはドレ
イン・ソース間電流がドレイン・ソース電圧に依存しな
い領域を意味する。言い換えると、ドレイン非飽和領域
とは、ドレイン・ソース間電流IDSはドレイン・ソース
間電圧VDSの増加に伴って増加する領域を意味し、ドレ
イン飽和領域とは、ドレイン・ソース間電流IDSはドレ
イン・ソース間電圧VDSが増加しても殆ど増加しない領
域を意味する。図3及び図4においては、ドレイン・ソ
ース間電圧VDSが0.3V以下である領域がドレイン非
飽和領域であって、ドレイン・ソース間電圧VDSが0.
3Vよりも大きい領域がドレイン飽和領域である。
【0030】図4から、IDS’/IDSは、ドレイン非飽
和領域(VDS≦0.3Vの領域)においてはドレイン飽
和領域(VDS>0.3Vの領域)に比べて大きいこと、
及びソース・ドレイン間電圧Vsdが0.1Vであるとき
には約20%であることが分かる。
【0031】従って、読み出し電圧(ソース・ドレイン
間電圧Vsd)をMFIS型トランジスタのドレイン非飽
和領域に設定すると、読み出し電圧をドレイン飽和領域
に設定する場合に比べて、ドレイン・ソース間電流I’
DSの劣化を抑制できること、及び、読み出し時のゲート
・ソース間電圧Vgsを0.9Vに設定すると共に読み出
し電圧を0.1Vに設定すると、ソース・ドレイン間電
流を初期状態の約20%程度に保てることが分かる。
【0032】尚、第1の実施形態においてはMFIS型
トランジスタを例にとって説明したが、第1の実施形態
に係る半導体記憶装置の駆動方法は、MFIS型トラン
ジスタに代えて、MFS型トランジスタ又はMFMIS
型トランジスタについても同様に適用することができ
る。
【0033】以下、前述の駆動方法を実現する半導体記
憶装置について、図5を参照しながら説明する。
【0034】図5は、前記一実施形態に係る半導体記憶
装置からなるメモセルアレイが搭載された半導体チップ
1の平面構造を示しており、半導体チップ1の上には、
メモリセルアレイ2、行ドライバー3、列ドライバー
4、I/F回路5及びDC−DCコンバータ6が形成さ
れている。
【0035】外部から半導体チップ1上のVDD端子に
導入された電源電圧及び外部から半導体チップ1上のG
ND端子に導入された接地電圧は、メモリセルアレイ2
を駆動する駆動回路である行ドライバー3及び列ドライ
バー4にそれぞれ供給される。
【0036】また、VDD端子に導入された電源電圧は
DC−DCコンバータ6に供給され、DC−DCコンバ
ータ6は、DC電圧+Vp 、DC電圧−Vp 、DC電圧
d及びDC電圧Vr を生成する。DC−DCコンバー
タ6により生成されたDC電圧+Vp は行ドライバー3
及び列ドライバー4に送られ、DC−DCコンバータ6
により生成されたDC電圧−Vp は列ドライバー4に送
られ、DC−DCコンバータ6により生成されたDC電
圧Vd 及びDC電圧Vr は列ドライバー4に送られる。
【0037】データの書き込み動作時においては、DC
−DCコンバータ6により生成されたDC電圧+Vp
は−Vp が、MFIS型トランジスタのゲート電極15
に第1の電圧として供給されることにより、強誘電体膜
14の分極状態が変化する。
【0038】また、データの読み出し動作時において
は、DC−DCコンバータ6により生成されたDC電圧
d 又はGND端子に導入された接地電圧0VがMFI
S型トランジスタのドレイン又はソースとなるn型の不
純物拡散層12に第2の電圧として供給される。
【0039】
【発明の効果】本発明に係る半導体記憶装置又はその駆
動方法によると、データ読み出し工程において電界効果
型トランジスタのドレイン・ソース間に印加する電圧つ
まり読み出し電圧の大きさは、電界効果型トランジスタ
のドレイン・ソース間の電流がドレイン・ソース間の電
圧の増加に伴って増加するような範囲内であるから、時
間の経過に伴って発生するドレイン・ソース間電流の劣
化は抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置の駆
動方法の対象となるMFIS型トランジスタの断面図で
ある。
【図2】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置の駆
動方法の対象となるMFIS型トランジスタのゲート電
極に、+8V又は−8Vの電圧を印加した状態で、ゲー
ト・ソース間電圧を0Vから2Vの間で変化させたとき
のドレイン・ソース間電流を測定して得たVgs−Ids
性図である
【図3】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置の駆
動方法の対象となるMFIS型トランジスタの初期状
態、初期状態から室温で2×106 秒間放置した場合及
び初期状態から室温で6×106 秒間放置した場合にお
けるドレイン・ソース間電圧とドレイン・ソース間電流
との関係を示す図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置の駆
動方法の対象となるMFIS型トランジスタの初期状態
のドレイン・ソース間電流に対する、2×106 秒間放
置後又は6×106 秒間放置後のドレイン・ソース間電
流の比を表わす図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置から
なるメモセルアレイが搭載された半導体チップの平面図
である。
【図6】従来の不揮発性半導体記憶雄値の回路構成を示
す図である。
【図7】従来の不揮発性半導体記憶装置の駆動方法にお
いて、データの消去、データの書き込み及びデータの読
み出しを行なう際の動作を説明する図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ 2 メモリセルアレイ 3 行ドライバー 4 列ドライバー 5 I/F回路 6 DC−DCコンバータ 11 半導体基板 12 不純物拡散層 13 誘電体膜 14 強誘電体膜 15 ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/788 H01L 29/78 371 29/792 Fターム(参考) 5B025 AA07 AC01 AD01 AD03 AE00 5F001 AA17 AE02 AE03 AE08 AF06 AF07 5F083 FR06 FR07 GA21 JA02 JA17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強誘電体膜の上に形成されたゲート電極
    を有する電界効果型トランジスタからなるMFS型トラ
    ンジスタ、又は強誘電体膜と誘電体膜との積層膜の上に
    形成されたゲート電極を有する電界効果型トランジスタ
    からなるMFIS型トランジスタにより構成される半導
    体記憶装置の駆動方法であって、 前記ゲート電極に電圧を印加して前記強誘電体膜の分極
    状態を変化させることにより前記半導体記憶装置にデー
    タを書き込む工程と、 前記ゲート電極に電圧を印加した状態で前記電界効果型
    トランジスタのドレイン・ソース間に電圧を印加したと
    きに前記電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間
    に現われる電流変化を検出することにより前記半導体記
    憶装置に書き込まれているデータを読み出す工程とを備
    え、 前記データを読み出す工程において前記電界効果型トラ
    ンジスタのドレイン・ソース間に印加する電圧の大きさ
    は、前記電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間
    の電流がドレイン・ソース間の電圧の増加に伴って増加
    するような範囲内に設定することを特徴とする半導体記
    憶装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】 電界効果型トランジスタのゲート電極の
    上に強誘電体コンデンサが設けられてなるMFMIS型
    トランジスタにより構成され、前記強誘電体コンデンサ
    の上部電極からなる制御ゲートを有する半導体記憶装置
    の駆動方法であって、 前記制御ゲートに電圧を印加して前記強誘電体コンデン
    サの強誘電体膜の分極状態を変化させることにより前記
    半導体記憶装置にデータを書き込む工程と、 前記制御ゲートに電圧を印加した状態で前記電界効果型
    トランジスタのドレイン・ソース間に電圧を印加したと
    きに前記電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間
    に現われる電流変化を検出することにより前記半導体記
    憶装置に書き込まれているデータを読み出す工程とを備
    え、 前記データを読み出す工程において前記電界効果型トラ
    ンジスタのドレイン・ソース間に印加する電圧の大きさ
    は、前記電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間
    の電流がドレイン・ソース間の電圧の増加に伴って増加
    するような範囲内に設定することを特徴とする半導体記
    憶装置の駆動方法。
  3. 【請求項3】 強誘電体膜の上に形成されたゲート電極
    を有する電界効果型トランジスタからなるMFS型トラ
    ンジスタ、又は強誘電体膜と誘電体膜との積層膜の上に
    形成されたゲート電極を有する電界効果型トランジスタ
    からなるMFIS型トランジスタにより構成される半導
    体記憶装置であって、 データの書き込み時に前記ゲート電極に第1の電圧を供
    給して前記強誘電体膜の分極状態を変化させる第1の電
    圧供給手段と、 データの読み出し時に前記電界効果型トランジスタのド
    レイン・ソース間に第2の電圧を供給する第2の電圧供
    給手段とを備え、 前記第2の電圧供給手段が供給する第2の電圧の大きさ
    は、前記電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間
    の電流がドレイン・ソース間の電圧の増加に伴って増加
    するような範囲内に設定されていることを特徴とする半
    導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 電界効果型トランジスタのゲート電極の
    上に強誘電体コンデンサが設けられてなるMFMIS型
    トランジスタにより構成され、前記強誘電体コンデンサ
    の上部電極からなる制御ゲートを有する半導体記憶装置
    であって、 データの書き込み時に前記制御ゲートに第1の電圧を供
    給して前記強誘電体膜の分極状態を変化させる第1の電
    圧供給手段と、 データの読み出し時に前記電界効果型トランジスタのド
    レイン・ソース間に第2の電圧を供給する第2の電圧供
    給手段とを備え、 前記第2の電圧供給手段が供給する第2の電圧の大きさ
    は、前記電界効果型トランジスタのドレイン・ソース間
    の電流がドレイン・ソース間の電圧の増加に伴って増加
    するような範囲内に設定されていることを特徴とする半
    導体記憶装置。
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