JP2007184084A - 非揮発性半導体メモリ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ローとカラム方向に複数個配列された単位セルを含む複数個のセルアレイが垂直方向に多層に積層された単位ブロックセルアレイと、カラムアドレスをディコーディングして複数個のセルアレイのうち選択されたセルアレイのビットラインを活性化させるためのカラムアドレスディコーダと、複数個のセルアレイのビットライン上のデータをセンシング及び増幅し、単位ブロックセルアレイによって共有されるセンスアンプ部、及び垂直アドレスをディコーディングして複数個のセルアレイのうち1つのセルアレイを選択し、センスアンプ部の出力を選択されたセルアレイのビットラインに連結する垂直アドレスディコーディング手段を含む。
【選択図】図3
Description
第一、NDRO(Non Destructive Read Out)方式を用いて読出し動作の際にセルのデータが破壊されない。これによって、本発明はナノスケール(Nano scale)の強誘電体セルの低電圧動作の際にセルの信頼性が向上し、読出し動作速度を向上させることができるようになる。
図1は、本発明に係る非揮発性半導体メモリ装置の複数個のバンクセルアレイの構成を示す図である。
先ず、バンクアドレスディコーダ270の出力に応じて複数個のバンクセルアレイBCAのうち1つの単位バンクセルアレイBCA_1が選択される。そして、垂直アドレスディコーダ230の出力とローアドレスディコーダ210の出力を組み合わせてローアドレスRADDをディコーディングすることになる。
12 絶縁層
14 チャンネル領域
16 ドレーン領域
18 ソース領域
20 フローティングチャンネル層
22 強誘電体層
24 ワードライン
26 セル絶縁層
100 単位ブロックセルアレイ
200 ローアドレスレジスタ
210 ローアドレスディコーダ
220 垂直アドレスレジスタ
230 垂直アドレスディコーダ
240 カラムアドレスレジスタ
250 カラムアドレスディコーダ
260 バンクアドレスレジスタ
270 バンクアドレスディコーダ
400 ローディコーディング部
500 センスアンプディコーディング部
600 センスアンプ部
Claims (20)
- ローとカラム方向にそれぞれ複数個配列された単位セルを含む複数個のセルアレイが垂直方向に多層に積層された単位ブロックセルアレイと、
カラムアドレスをディコーディングし、前記複数個のセルアレイのうち選択されたセルアレイのビットラインを活性化させるためのカラムアドレスディコーダと、
前記複数個のセルアレイの前記ビットライン上のデータをセンシング及び増幅し、前記単位ブロックセルアレイによって共有されるセンスアンプ部と、
垂直アドレスをディコーディングして前記複数個のセルアレイのうち1つのセルアレイを選択し、前記センスアンプ部の出力を前記選択されたセルアレイのビットラインに連結する垂直アドレスディコーディング手段を含むことを特徴とする非揮発性半導体メモリ装置。 - 前記複数個のセルアレイの積層方向を基準にしてX、Y、Z方向に配列された特定グループ単位の単位ブロックセルアレイが1つの単位バンクセルアレイをなし、前記単位バンクセルアレイが複数個備えられて各単位バンクセルアレイ別に独立的な読出し/書込み動作を行なうことを特徴とする請求項1に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- ローアドレスをディコーディングし、前記複数個のセルアレイのうち選択されたセルアレイのワードラインを活性化させるためのローアドレスディコーダと、
前記垂直アドレスディコーディング手段の出力に応じて前記ローアドレスディコーダの出力であるローラインと、前記選択されたセルアレイのワードラインを選択的に連結するローディコーディング部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の非揮発性半導体メモリ装置。 - 前記ローアドレスディコーダは
入力される前記ローアドレスを制御し、前記ローアドレスディコーダに出力するローアドレスレジスタをさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の非揮発性半導体メモリ装置。 - 前記ローアドレス、前記カラムアドレス及び前記垂直アドレスはそれぞれ独立的なパッドから入力されることを特徴とする請求項3に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 入力される前記カラムアドレスを制御し前記カラムアドレスディコーダに出力するカラムアドレスレジスタと、
入力される前記垂直アドレスを制御し、前記垂直アドレスディコーダに出力する垂直アドレスレジスタをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の非揮発性半導体メモリ装置。 - 入力されるバンクアドレスを制御して出力するバンクアドレスレジスタと、
前記バンクアドレスレジスタの出力をディコーディングし、複数個の前記単位バンクセルアレイのうち前記1つの単位バンクセルアレイを選択するバンクアドレスディコーダをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の非揮発性半導体メモリ装置。 - 前記バンクアドレスは独立的なパッドから入力されることを特徴とする請求項7に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記垂直アドレスディコーディング手段は、
前記垂直アドレスをディコーディングして前記複数個のセルアレイのうち1つのセルアレイを選択する垂直アドレスディコーダと、
前記垂直アドレスディコーダの出力状態に従い前記センスアンプ部の出力であるカラムラインと、前記選択されたセルアレイのビットラインを選択的に連結するセンスアンプディコーディング部を含むことを特徴とする請求項1に記載の非揮発性半導体メモリ装置。 - 前記センスアンプディコーディング部は、
前記カラムラインと前記ビットラインとの間に連結され、前記垂直アドレスディコーダの出力に応じてスイッチング動作する複数個のスィッチを含むことを特徴とする請求項9に記載の非揮発性半導体メモリ装置。 - 前記センスアンプ部は複数個のセンスアンプを含み、前記カラムアドレスディコーダのディコーディング結果に従いいずれか1つが活性化されることを特徴とする請求項1に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記複数個のセンスアンプのうち選択された1つのセンスアンプは、前記選択されたセルアレイで1つのビットラインと連結されることを特徴とする請求項11に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記単位セルは不揮発性強誘電体キャパシタ素子を含むことを特徴とする請求項1に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記複数個のセルアレイそれぞれは、
複数個のボトムワードラインと、
前記複数個のボトムワードラインの上部に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され複数個のチャンネル領域と、前記複数個のチャンネル領域と交互に直列連結された複数個のドレーン及びソース領域を備えるフローティングチャンネル層と、
前記フローティングチャンネル層の上部に形成された強誘電体層と、
前記強誘電体層の上部に前記複数個のボトムワードラインとそれぞれ平行に形成された複数個のワードラインと、
を備え、
前記強誘電体層の極性状態に従い前記複数個のチャンネル領域に互いに異なるチャンネル抵抗を誘導し、複数個のデータの読出し/書込み動作を行なうことを特徴とする請求項1に記載の非揮発性半導体メモリ装置。 - 前記複数個のチャンネル領域、前記複数個のドレーン及びソース領域はP型であることを特徴とする請求項14に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記複数個のチャンネル領域、前記複数個のドレーン及びソース領域はN型であることを特徴とする請求項14に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記フローティングチャンネル層はカーボンナノチューブからなることを特徴とする請求項14に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記フローティングチャンネル層はシリコンからなることを特徴とする請求項14に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記フローティングチャンネル層はゲルマニウムからなることを特徴とする請求項に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
- 前記フローティングチャンネル層は有機半導体からなることを特徴とする請求項14に記載の非揮発性半導体メモリ装置。
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