JP2692610B2 - Semiconductor non-volatile memory cell and operating method thereof - Google Patents

Semiconductor non-volatile memory cell and operating method thereof

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JP2692610B2
JP2692610B2 JP6233357A JP23335794A JP2692610B2 JP 2692610 B2 JP2692610 B2 JP 2692610B2 JP 6233357 A JP6233357 A JP 6233357A JP 23335794 A JP23335794 A JP 23335794A JP 2692610 B2 JP2692610 B2 JP 2692610B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に強誘電体膜を用いた半導体不揮発性記憶装置の
メモリセルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a memory cell of a semiconductor nonvolatile memory device using a ferroelectric film.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体の不揮発性記憶素子には、RO
M、PROM、EPROM、EEPROM等があり、特
にEEPROMは電気的に記憶情報を書き換えることが
可能であり、フラッシュEEPROMとして用途開発が
大々的に進められている。
2. Description of the Related Art RO is used as a nonvolatile semiconductor memory element.
There are M, PROM, EPROM, EEPROM, etc. In particular, the EEPROM is capable of electrically rewriting stored information, and its application development as a flash EEPROM is being extensively promoted.

【0003】このEEPROMにおいては、フローティ
ングゲート型トランジスタが使用され、2層のゲート電
極構造の第1層ゲート電極であるフローティングゲート
電極に記憶情報電荷が蓄積される。ここで、第2層ゲー
ト電極はコントロールゲート電極と呼ばれ、情報電荷の
書き換え制御に使用される。
In this EEPROM, a floating gate type transistor is used, and stored information charges are stored in a floating gate electrode which is a first layer gate electrode of a two layer gate electrode structure. Here, the second-layer gate electrode is called a control gate electrode and is used for controlling rewriting of information charges.

【0004】一方、前述の不揮発性記憶素子とは全く異
る記憶方法として、強誘電体の自発分極を利用する方法
が考えられている。そして、この強誘電体を利用する方
法では3通りの構造が検討されている。その1つがキャ
パシタ構造であり、他の1つがMFS(Metal F
erroelectric Semiconducto
r)−FET(Field Effect Trans
istor)構造であり、そして3つ目が、このキャパ
シタ構造とMFS−FET構造を1体化したMFMIS
(Metal Ferroelectric Meta
l Insulator Semiconducto
r)構造である。
On the other hand, as a storage method completely different from the above-mentioned nonvolatile storage element, a method utilizing spontaneous polarization of a ferroelectric substance is considered. Then, three types of structures have been studied in the method utilizing the ferroelectric. One of them is a capacitor structure, and the other one is MFS (Metal F
erroelectric Semiconductor
r) -FET (Field Effect Trans)
istor) structure, and the third is MFMIS in which this capacitor structure and MFS-FET structure are integrated.
(Metal Ferroelectric Meta
l Insulator Semiconductor
r) structure.

【0005】キャパシタ構造は、強誘電体薄膜を電極で
挟む構造をしており、強誘電体の自発分極の分極反転に
よる反転電流の有無を検出し情報の読み出しを行うもの
である。MFS−FET構造は、MIS型FETのゲー
ト絶縁膜を強誘電体薄膜で形成したもので、強誘電体の
自発分極の方向、大きさに応じてその自発分極を補償す
るように半導体表面に誘起される電荷により半導体表面
の電気伝導度が変化することを利用し、その情報の読み
出しを行うものである。MFMISは、先述したフロー
ティングゲート型トランジスタの構造で、そのフローテ
ィングゲート電極とコントロールゲート電極との間の絶
縁膜を強誘電体薄膜で形成したものである。この場合の
記憶情報の読み出しは、前述のMFS−FET構造の場
合と同様にしてなされる。
The capacitor structure has a structure in which a ferroelectric thin film is sandwiched between electrodes, and information is read out by detecting the presence or absence of a reversal current due to polarization reversal of the spontaneous polarization of the ferroelectric. In the MFS-FET structure, a gate insulating film of a MIS-type FET is formed of a ferroelectric thin film, and induced on the semiconductor surface so as to compensate the spontaneous polarization according to the direction and size of the spontaneous polarization of the ferroelectric. The information is read out by utilizing the fact that the electric conductivity of the semiconductor surface changes due to the generated electric charges. The MFMIS has the structure of the floating gate type transistor described above, and the insulating film between the floating gate electrode and the control gate electrode is formed of a ferroelectric thin film. The reading of the stored information in this case is performed in the same manner as in the case of the above-mentioned MFS-FET structure.

【0006】このような構造の不揮発性記憶素子を用い
たメモリセルとして種々のものが提案されている。キャ
パシタ構造は、通常のDRAMでの1トランジスタと1
キャパシタのメモリセルの1キャパシタに置き換えて用
いられる。又、MFS−FET構造とMFMIS構造
は、フラッシュEEPROMのメモリセルと同様であ
り、1トランジスタにして用いられるのが最も高集積化
に適するとされる。
Various types have been proposed as memory cells using the nonvolatile memory element having such a structure. Capacitor structure is 1 transistor and 1 in normal DRAM
It is used by replacing with one capacitor of a memory cell of a capacitor. Further, the MFS-FET structure and the MFMIS structure are similar to the memory cell of the flash EEPROM, and it is said that one transistor is used for the highest integration.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上に述べた不揮発性
記憶素子あるいはこれらの素子を用いたメモリセルにお
いては、以下のような問題をそれぞれ有している。
The above-mentioned nonvolatile memory element or the memory cell using these elements has the following problems, respectively.

【0008】電子のトンネル効果を利用するEPROM
系においては、シリコン基板からのゲート電極への電荷
注入を行うために大きな電界が必要になる。更には、シ
リコン酸化膜中あるいはシリコン酸化膜/シリコン基板
の界面に電荷トラップが発生し書き変え回数が制限され
る。
EPROM utilizing electron tunneling effect
In the system, a large electric field is required to inject charges from the silicon substrate into the gate electrode. Furthermore, charge traps occur in the silicon oxide film or at the interface between the silicon oxide film and the silicon substrate, and the number of times of rewriting is limited.

【0009】強誘電体の自発分極を利用するキャパシタ
構造では、その書き変え回数は、前述のEPROM系の
場合の106 回程度に対し、1010回程度と大幅に増加
するが、現状のDRAMと同一の機能を実現するために
は未だ不足している。このキャパシタ構造を前述した通
常DRAMメモリセルのキャパシタに適用する場合に
は、情報の読み出し動作時に蓄積された情報を破壊しな
ければならない。そこで、情報の読み出し後に再度同じ
情報を書き込まければならない。このために、必要とす
る情報の書き変え回数が増大するという欠点がある。
In a capacitor structure utilizing the spontaneous polarization of a ferroelectric substance, the number of rewrites is significantly increased to about 10 10 times as compared with about 10 6 in the case of the EPROM system described above, but the present DRAM It is still insufficient to realize the same function as. When this capacitor structure is applied to the above-mentioned capacitor of the normal DRAM memory cell, the information stored during the information read operation must be destroyed. Therefore, the same information must be written again after reading the information. For this reason, there is a drawback that the number of times of rewriting necessary information increases.

【0010】MFS−FET構造では、シリコン基板表
面の活性領域に直接に強誘電体薄膜を形成するために、
シリコン基板表面の界面準位を制御することが難しく、
不揮発性記憶素子が不安定になるという欠点を有してい
る。
In the MFS-FET structure, in order to directly form the ferroelectric thin film on the active region of the silicon substrate surface,
It is difficult to control the interface state of the silicon substrate surface,
It has a drawback that the nonvolatile memory element becomes unstable.

【0011】MFMIS構造では、強誘電体薄膜を自発
分極させるための電圧印加が前述したコントロールゲー
ト電極と半導体基板間で行われる。しかし、このコント
ロールゲート電極と半導体基板の間には、コントロール
ゲート電極を1電極としフローティングゲート電極を対
向電極とし前述の強誘電体薄膜を容量誘電体膜とする第
1のキャパシタと、フローティングゲート電極を1電極
とし半導体基板を対向電極としゲート絶縁膜を容量誘電
体膜とする第2のキャパシタとが直列に接続されて形成
される。このために、情報書き込み動作時、前述した自
発分極のための印加電圧が大きくなる。ここで、第1の
キャパシタにかかる電圧を上げるためには、第2のキャ
パシタの容量値を大きくしなければならない。しかし、
通常では強誘電体薄膜の誘電率はシリコン酸化膜等ゲー
ト絶縁膜に用いられる絶縁膜の誘電率に比べ非常に大き
い。このために、前述のゲート絶縁膜を極薄にするとか
第2のキャパシタ面積を広げることが必要になり、不揮
発性記憶装置の実現が難しくなる。
In the MFMIS structure, a voltage is applied between the control gate electrode and the semiconductor substrate to spontaneously polarize the ferroelectric thin film. However, between the control gate electrode and the semiconductor substrate, there is a first capacitor having the control gate electrode as one electrode, the floating gate electrode as the opposite electrode, and the ferroelectric thin film as the capacitive dielectric film, and the floating gate electrode. Is formed as an electrode, the semiconductor substrate is a counter electrode, and the second capacitor having a gate insulating film as a capacitive dielectric film is connected in series. Therefore, during the information writing operation, the applied voltage for the spontaneous polarization described above increases. Here, in order to increase the voltage applied to the first capacitor, the capacitance value of the second capacitor must be increased. But,
Normally, the dielectric constant of a ferroelectric thin film is much higher than the dielectric constant of an insulating film such as a silicon oxide film used as a gate insulating film. For this reason, it is necessary to make the gate insulating film extremely thin or to increase the area of the second capacitor, which makes it difficult to realize the nonvolatile memory device.

【0012】更に、このMFMIS構造1個のトランジ
スタでメモリセルを構成する場合、情報の書き込み動作
時と同様に、情報の読み出し動作時にもMFMISのコ
ントロールゲート電極に所定の電圧を印加することが必
須になる。これは、所望のメモリセルを一義に選択する
ためには回避できないことである。このために、強誘電
体薄膜に電圧を印加する回数が増え、分極あるいは分極
反転の繰り返しによる強誘電体特性劣化の問題が生じ易
くなる。
Furthermore, when a memory cell is formed by one transistor of this MFMIS structure, it is essential to apply a predetermined voltage to the control gate electrode of the MFMIS in the information reading operation as in the information writing operation. become. This cannot be avoided in order to uniquely select a desired memory cell. For this reason, the number of times the voltage is applied to the ferroelectric thin film increases, and the problem of deterioration of the ferroelectric characteristics due to repeated polarization or polarization inversion easily occurs.

【0013】本発明の目的は以上の課題を解決し、情報
電荷の書き換え回数の増加、動作電圧の低電圧化、更に
は強誘電体の長寿命化を可能にせんとするものである。
An object of the present invention is to solve the above problems and to increase the number of times information charges are rewritten, lower the operating voltage, and extend the life of the ferroelectric material.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このために本発明では、
半導体基板上に形成された第1のMIS型FETと、こ
の第1のMIS型FETのゲート電極に接続される一電
極上に強誘電体薄膜が形成されこの強誘電体薄膜上に対
向電極が形成されたキャパシタ構造の強誘電体素子と、
ソース・ドレイン領域のうちの一方の領域が前記一電極
に接続されソース・ドレイン領域のうちの他方の領域が
第1のビット線に接続されゲート電極が第1のワード線
に接続された第2のMIS型FETと、ソース領域とド
レイン領域がそれぞれ前記第1のMIS型FETのドレ
イン領域と第2のビット線に接続されゲート電極が第2
のワード線に接続された第3のMIS型FETとで不揮
発性メモリセルが構成され、前記強誘電体素子の対向電
極が電位変化する共通配線に接続されている。 そして、
前記第1のビット線と前記共通配線とは1対になってメ
モりセル部に配設されるようになる。
According to the present invention, there is provided:
A first MIS type FET formed on a semiconductor substrate, and a ferroelectric thin film is formed on one electrode connected to the gate electrode of the first MIS type FET, and an opposing electrode is formed on the ferroelectric thin film. A ferroelectric element having a formed capacitor structure,
A second one in which one of the source / drain regions is connected to the one electrode, the other of the source / drain regions is connected to the first bit line, and the gate electrode is connected to the first word line. MISFET, the source region and the drain region are respectively connected to the drain region and the second bit line of the first MISFET, and the gate electrode is the second.
In a third MIS type FET connected word line is configured nonvolatile memory cell, opposite conductivity of the ferroelectric element
The poles are connected to a common wiring whose potential changes. And
The first bit line and the common wiring are paired to form a pair.
It comes to be arranged in the mosel cell part.

【0015】ここで、好ましくは前記第1のMIS型F
ETのしきい値電圧が0Vに設定されることである。
Here, the first MIS type F is preferable.
That is, the threshold voltage of ET is set to 0V.

【0016】更に好ましくは、前記第のMIS型FE
Tが前記半導体基板の表面に形成された絶縁膜上のシリ
コン薄膜に設けらることである。
More preferably, the second MIS type FE
T is provided in the silicon thin film on the insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate.

【0017】前記半導体不揮発性メモリセルへの記憶情
報の書込み動作において、前記第2のMIS型FETが
導通状態にされて前記第1のビット線と前記強誘電体素
子の前記対向電極間に電圧が印加され、その後、前記強
誘電体素子の前記一電極が0Vにされてから前記第2の
MIS型FETが非導通状態にされる。
In the operation of writing information stored in the semiconductor nonvolatile memory cell, the second MIS-type FET is turned on and a voltage is applied between the first bit line and the counter electrode of the ferroelectric element. Is applied, and then the one electrode of the ferroelectric element is set to 0 V, and then the second MIS-type FET is turned off.

【0018】又、記憶情報の読出し動作においては、前
記強誘電体素子の前記対向電極に0Vが印加され、前記
第3のトランジスタが導通状態にされ、前記第2のビッ
ト線の電位が増幅され検知される。
In the read operation of the stored information, 0 V is applied to the counter electrode of the ferroelectric element, the third transistor is turned on, and the potential of the second bit line is amplified. Detected.

【0019】[0019]

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明のメモリセルの構成を説明する回路図
であり、図2及び図3はメモリセル情報の書込み/読出
し動作時のクロック信号のタイムチャートである。更
に、図4は本発明での蓄積情報読出し動作を示すための
図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram for explaining the configuration of a memory cell of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are time charts of clock signals during a write / read operation of memory cell information. Further, FIG. 4 is a diagram for showing the stored information reading operation in the present invention.

【0020】図1に示すように、1メモリセルは書込み
トランジスタW11と強誘電体素子C11と検出トランジス
タS11と読出しトランジスタR11とで構成される。ここ
で、強誘電体素子C11はキャパシタ構造のもので、2つ
の電極の間に強誘電体薄膜が形成された構造をしてお
り、以下この2つの電極を上部電極および下部電極と呼
称する。
As shown in FIG. 1, one memory cell is composed of a write transistor W 11 , a ferroelectric element C 11 , a detection transistor S 11 and a read transistor R 11 . Here, the ferroelectric element C 11 has a capacitor structure and has a structure in which a ferroelectric thin film is formed between two electrodes. Hereinafter, these two electrodes will be referred to as an upper electrode and a lower electrode. .

【0021】このようなメモリセルの構成で、書込みト
ランジスタW11のゲート電極は書込みワード線WW1に
接続され、この書込みトランジスタW11のドレイン電極
及びソース電極は、それぞれ書込みビット線BW1及び
検出トランジスタS11のゲート電極および強誘電対素子
C11の下部電極にノードN11を介して接続される。更
に、前述の強誘電体素子C11の上部電極はコモンプレー
トCP1に接続される。又、読出しトランジスタR11
ゲート電極は読出しワード線WR1に接続され、この読
出しトランジスタR11のドレイン電極は読出しビット線
BR1に接続されソース電極は前述の検出トランジスタ
11のドレイン電極に接続される。そして、この検出ト
ランジスタS11のソース電極は接地される。
In such a memory cell configuration, the gate electrode of the write transistor W 11 is connected to the write word line WW1, and the drain electrode and the source electrode of this write transistor W 11 are the write bit line BW1 and the detection transistor S11, respectively. Gate electrode and the lower electrode of the ferroelectric pair element C11 via a node N11. Further, the upper electrode of the ferroelectric element C 11 described above is connected to the common plate CP1. The gate electrode of the read transistor R 11 is connected to the read word line WR1, the drain electrode of the read transistor R 11 is connected to the read bit line BR1, and the source electrode is connected to the drain electrode of the detection transistor S 11 described above. . The source electrode of the detection transistor S 11 is grounded.

【0022】以上のようにして構成されるメモリセル
が、図1に示すようにして所定の数だけ繰り返して配列
される。図1では、4ビット分のメモリセルの配列され
る場合が示されている。ここで、書込みトランジスタW
21、W12、W22、強誘電体素子C21、C12、C22、検出
トランジスタS21、S12、S22及び読出しトランジスタ
21、R12、R22の各電極は、先述した1メモリセルの
対応する素子の場合と同様にして接続される。
The memory cells configured as described above are repeatedly arranged a predetermined number of times as shown in FIG. FIG. 1 shows a case where memory cells for 4 bits are arranged. Here, the write transistor W
The electrodes of 21 , W 12 , W 22 , the ferroelectric elements C 21 , C 12 , C 22 , the detection transistors S 21 , S 12 , S 22 and the read transistors R 21 , R 12 , R 22 are the same as those described above. Connections are made in the same way as for the corresponding elements of the memory cell.

【0023】次に、図1に示したメモリセルへの情報の
書込みの方法について説明する。図2は情報書込み動作
の場合のクロック信号のタイムチャートである。ここ
で、図1のトランジスタはnチャネルMOSトランジス
タで構成され、回路はポジティブロジックで動作させる
ものとする。
Next, a method of writing information into the memory cell shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a time chart of the clock signal in the case of the information writing operation. Here, the transistor in FIG. 1 is composed of an n-channel MOS transistor, and the circuit is operated in positive logic.

【0024】書込み動作の場合は、初めt1 時に書込み
ワード線WW1に正電圧を印加し書込みトランジスタW
11を導通状態にする。このようにした後、強誘電体素子
11に情報を書込む。情報の論理“1”を書込む場合に
は、図2に示すようにt2 時に書込みビット線BW1に
正電圧を印加し、t3 時には0Vになるようにする。こ
の間、コモンプレートCP1は0Vに固定される。この
ようにすることで、強誘電体素子C11に下部電極から上
部電極に向く自発分極を形成する。そして、この自発分
極を形成した後、ノードN11は0Vにされ、t4 時に前
述の書込みワード線WW1は0Vにされて、書込みトラ
ンジスタW11は非導通状態にされる。同様に情報の論理
“0”を書込む場合には、図2に示すようにt5 時に書
込みワード線WW1に正電圧を印加する。このときは書
込みビット線BW1は0Vにされ、t6 時にコモンプレ
ートCP1に正電圧が印加される。このようにすること
で、強誘電体素子C11に上部電極から下部電極に向く自
発分極が形成される。そして、この自発分極を形成した
後、t7 時にノードN11は0Vにされた後、t8 時に書
込みワード線WW1は0Vにされて書込みトランジスタ
11は非導通状態にされる。
In the case of the write operation, first, at time t 1 , a positive voltage is applied to the write word line WW1 to write the write transistor W.
Make 11 conductive. After this, information is written in the ferroelectric element C 11 . When writing the logic "1" of information, as shown in FIG. 2, a positive voltage is applied to the write bit line BW1 at t 2 and becomes 0V at t 3 . During this time, the common plate CP1 is fixed at 0V. By doing so, spontaneous polarization is formed in the ferroelectric element C 11 from the lower electrode toward the upper electrode. Then, after forming the spontaneous polarization, the node N 11 is set to 0V, the above-mentioned write word line WW1 is set to 0V at t 4 , and the write transistor W 11 is made non-conductive. Similarly, when writing the logic "0" of information, a positive voltage is applied to the write word line WW1 at t 5 as shown in FIG. Write bit line BW1 this time is to 0V, and a positive voltage is applied to the common plate CP1 o'clock t 6. By doing so, spontaneous polarization is formed in the ferroelectric element C 11 from the upper electrode toward the lower electrode. After forming the spontaneous polarization, the node N 11 is set to 0V at t 7 , and then the write word line WW1 is set to 0V at t 8 to bring the write transistor W 11 into the non-conducting state.

【0025】以上のようにして、先述した1メモリセル
を一義に選択して強誘電体素子C11に自発分極として不
揮発性情報を書き込んで保持する。このような書込み動
作の場合は、読出しワード線WR1は0Vに固定され
る。
As described above, one memory cell described above is uniquely selected, and nonvolatile information is written and held in the ferroelectric element C 11 as spontaneous polarization. In such a write operation, the read word line WR1 is fixed at 0V.

【0026】次に、図1に示したメモリセルの情報の読
出しの方法について説明する。図3は情報読出し動作の
場合のクロック信号のタイムチャートである。
Next, a method of reading information from the memory cell shown in FIG. 1 will be described. FIG. 3 is a time chart of the clock signal in the case of the information reading operation.

【0027】読出し動作の場合は、図3に示すように書
込みワード線WW1を0Vにし、書込みトランジスタW
11を非導通状態にする。このようにして、書込みビット
線BW1は0Vにされ、コモンプレートCP1は0Vに
設定される。この状態で読出しビット線BR1は、ある
正電位にプリチャージされている。t9 時に読出しワー
ド線WR1に正電圧が印加される。これにより読出しト
ランジスタR11が導通状態になる。情報の“1”がノー
ドN11に書込まれている場合には、読出しビット線BR
1はt10時に正電圧の設定電位に昇圧し、情報の“0”
の場合には、0Vになる。ここで、読出しビット線BR
1にはセンスアンプが接続され(図示せず)、前述の検
出トランジスタS11のOFF状態及びON状態に対応す
る読出しビット線BR1の電位をこのセンスアンプが感
知し増幅するものとする。ここで、検出トランジスタS
11がOFF状態とはゲート電圧がしきい値電圧以下の電
流が流れている状態をいい、ON状態とはしきい値電圧
を超えるゲート電圧での電流が流れている状態をいうも
のとする。
In the case of the read operation, the write word line WW1 is set to 0V as shown in FIG.
Make 11 non-conductive. In this way, the write bit line BW1 is set to 0V and the common plate CP1 is set to 0V. In this state, the read bit line BR1 is precharged to a certain positive potential. a positive voltage is applied to t 9 at read word line WR1. As a result, the read transistor R 11 becomes conductive. When the information "1" is written in the node N 11 , the read bit line BR
1 is boosted to the positive voltage setting potential at t 10 , and information “0”
In the case of, it becomes 0V. Here, the read bit line BR
A sense amplifier is connected to 1 (not shown), and the sense amplifier senses and amplifies the potential of the read bit line BR1 corresponding to the OFF state and the ON state of the detection transistor S 11 . Here, the detection transistor S
The OFF state of 11 means a state where a current whose gate voltage is equal to or lower than the threshold voltage flows, and the ON state means a state where a current of a gate voltage exceeding the threshold voltage flows.

【0028】以上本発明の不揮発性メモリセルの動作
を、書込み動作と読出し動作をそれぞれ別々に行う場合
で説明したが、本発明の不揮発性メモリセルでは、情報
書込みのトランジスタと情報読出しのトランジスタとが
異るように構成されているために、情報の書込み動作と
読出し動作とを同時に行えることに言及しておく。
The operation of the non-volatile memory cell of the present invention has been described above in the case where the write operation and the read operation are performed separately, but in the non-volatile memory cell of the present invention, an information writing transistor and an information reading transistor are used. It should be noted that the information writing operation and the information reading operation can be performed at the same time because of different configurations.

【0029】次に、蓄積情報の書込み/読出し動作時の
強誘電体素子C11と検出トランジスタS11の特性につい
て述べる。図4は強誘電体素子C11の上部電極をコント
ロールゲート電極に、その下部電極(検出トランジスタ
11のゲート電極)をフローティングゲート電極とする
フローティングゲート型トランジスタの特性として示し
たものである。ここでこの特性は、検出トランジスタS
11のドレイン電流と前述のコントロールゲート電極にか
かる電圧すなわちコントロールゲート電圧の関係につい
てのものである。図4に示されるように、情報の“1”
が記憶されている場合には前述のドレイン電流とコント
ロールゲート電圧の関係を示す曲線はコントロールゲー
ト電圧が正電圧側にシフトする。これは、強誘電体素子
11に形成された自発分極がフローティングゲート電極
からコントロールゲート電極方向に形成されるために、
検出トランジスタS11のチャネル領域に正電荷が誘起さ
れるためである。
Next, the characteristics of the ferroelectric element C 11 and the detection transistor S 11 during the writing / reading operation of stored information will be described. FIG. 4 shows the characteristics of a floating gate type transistor in which the upper electrode of the ferroelectric element C 11 is a control gate electrode and the lower electrode (gate electrode of the detection transistor S 11 ) is a floating gate electrode. Here, this characteristic is the detection transistor S
The relationship between the drain current of 11 and the voltage applied to the control gate electrode, that is, the control gate voltage. As shown in FIG. 4, information "1"
Is stored, the control gate voltage shifts to the positive voltage side in the above-mentioned curve showing the relationship between the drain current and the control gate voltage. This is because the spontaneous polarization formed on the ferroelectric element C 11 is formed from the floating gate electrode toward the control gate electrode.
This is because positive charges are induced in the channel region of the detection transistor S 11 .

【0030】これに対し、情報の“0”が記憶されてい
る場合には、前述のドレイン電流とコントロールゲート
電圧の関係を示す曲線はコントロールゲート電圧が負電
圧側にシフトする。これは、この場合には強誘電体素子
11に形成される自発分極がコントロールゲート電極か
らフローティングゲート電極方向に形成され、検出トラ
ンジスタS11のチャネル領域に負電荷すなわち電子が誘
起されるようになるからである。
On the other hand, when the information "0" is stored, the control gate voltage shifts to the negative voltage side in the above-mentioned curve showing the relationship between the drain current and the control gate voltage. This is because in this case, the spontaneous polarization formed in the ferroelectric element C 11 is formed in the direction from the control gate electrode to the floating gate electrode, and negative charges, that is, electrons are induced in the channel region of the detection transistor S 11. Because it will be.

【0031】このようにして情報の“1”あるいは
“0”が書込まれてフローティングゲート型トランジス
タの特性が変化するが、このような情報の書込みの無い
状態でのフローティングゲート型トランジスタの特性
は、図4に示した破線の曲線になるように設定される。
すなわち、フローティングゲート型トランジスタのしき
い値電圧は0Vあるいはその近傍になるようにする。こ
のためには、前述の検出トラジスタのしきい値電圧が0
Vになるようにすればよい。これは、強誘電体薄膜の誘
電率は非常に高く、強誘電体素子C11の容量値が、検出
トランジスタS11のゲート絶縁膜の示す容量値に比べ非
常に大きくなるためである。
In this way, the information "1" or "0" is written and the characteristics of the floating gate type transistor are changed. However, the characteristics of the floating gate type transistor in the state where no information is written are as follows. , Are set so as to form the broken line curve shown in FIG.
That is, the threshold voltage of the floating gate type transistor is set to 0V or in the vicinity thereof. To this end, the threshold voltage of the detection transistor described above is 0.
It should be set to V. This is because the ferroelectric thin film has a very high dielectric constant, and the capacitance value of the ferroelectric element C 11 is much larger than the capacitance value indicated by the gate insulating film of the detection transistor S 11 .

【0032】このようにして記憶された情報の読出し
は、図3で述べたように読出しトランジスタR11を導通
させて、前述したようなフローティングゲート型トラン
ジスタ特性の変化を検出することで行われる。ここで、
図4に示すようにコントロールゲート電圧(図3に示し
たCP1の電圧に対応する)は0Vに設定される。先述
したように情報の“1”が記憶されている場合には、コ
ントロールゲート電圧が0Vでのドレイン電流すなわち
図4のA点でのドレイン電流であり、検出トランジスタ
11はOFF状態になる。これに対し、情報の“0”が
記憶されている場合には、先述したと同様に考えると図
4のB点でのドレイン電流が検出トランジスタを流れよ
うになり、検出トランジスタS11はON状態になる。
The information stored in this manner is read by making the read transistor R 11 conductive as described with reference to FIG. 3 and detecting the change in the floating gate type transistor characteristics as described above. here,
As shown in FIG. 4, the control gate voltage (corresponding to the voltage of CP1 shown in FIG. 3) is set to 0V. As described above, when the information “1” is stored, the drain current at the control gate voltage of 0 V, that is, the drain current at the point A in FIG. 4, is set, and the detection transistor S 11 is turned off. On the other hand, when the information “0” is stored, the drain current at the point B in FIG. 4 begins to flow through the detection transistor, and the detection transistor S 11 is in the ON state, in the same way as described above. become.

【0033】以上のようなフローティングゲート型トラ
ンジスタの特性の変化を利用することで情報の読出しが
行われる。
Information is read by utilizing the change in the characteristics of the floating gate type transistor as described above.

【0034】次に、本発明のメモリセルを作製した場合
のその構造について図5に基づいて説明する。図5は本
発明の1個のメモリセルの断面図である。シリコン基板
1の表面にその膜厚が約500nmの基板絶縁膜2が形
成される。この基板絶縁膜2上に単結晶の第1シリコン
薄膜3が形成される。ここでこの第1シリコン薄膜3の
膜厚は約20nmに設定される。このようなSOI(S
ilicon onInsulator)層上にメモリ
セルは作製される。
Next, the structure of the memory cell of the present invention manufactured will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view of one memory cell of the present invention. A substrate insulating film 2 having a thickness of about 500 nm is formed on the surface of the silicon substrate 1. A single crystal first silicon thin film 3 is formed on the substrate insulating film 2. Here, the film thickness of the first silicon thin film 3 is set to about 20 nm. Such SOI (S
A memory cell is formed on the iicon on Insulator layer.

【0035】すなわち、第1シリコン薄膜3上に検出ト
ランジスタ用ゲート絶縁膜4が形成される。この検出ト
ラジスタ用ゲート絶縁膜4は、膜厚が約10nmのシリ
コン酸化膜である。又、この第1シリコン薄膜3には検
出トランジスタのドレイン領域となる検出用拡散層5と
ソース領域となる接地用拡散層6が形成される。そし
て、この検出トランジスタ用ゲート絶縁膜4及び第1層
間絶縁膜7上に第2シリコン薄膜8が形成される。ここ
で、この第2シリコン薄膜8は膜厚が約20nmのポリ
シリコン薄膜である。この第2シリコン薄膜8にヒ素不
純物をドープしてフローティングゲート電極9を形成す
る。ここで、このフローティングゲート電極9の表面に
酸化イリジウムあるいは酸化ルテニウムを形成してもよ
い。次にこのフローティングゲート電極9上に強誘電体
薄膜10が形成される。この強誘電体薄膜10は膜厚が
約100nmのチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)で構成
される。このような強誘電体薄膜10上にコントロール
ゲート電極11が形成される。このようにして先述の強
誘電体素子は、下部電極をフローティングゲート電極9
で、上部電極をコントロールゲート電極11で、強誘電
体薄膜をPZTでそれぞれ構成される。ここで、強誘電
体薄膜としてチタン酸鉛をはじめとするPb系酸化物あ
るいはチタン酸ビスマスのようなBi系酸化物の強誘電
体が用いられてもよい。
That is, the gate insulating film 4 for the detection transistor is formed on the first silicon thin film 3. The detection transistor gate insulating film 4 is a silicon oxide film having a thickness of about 10 nm. Further, the first silicon thin film 3 is provided with a detection diffusion layer 5 which becomes a drain region of the detection transistor and a ground diffusion layer 6 which becomes a source region. Then, a second silicon thin film 8 is formed on the detection transistor gate insulating film 4 and the first interlayer insulating film 7. Here, the second silicon thin film 8 is a polysilicon thin film having a thickness of about 20 nm. The second silicon thin film 8 is doped with arsenic impurities to form the floating gate electrode 9. Here, iridium oxide or ruthenium oxide may be formed on the surface of the floating gate electrode 9. Next, the ferroelectric thin film 10 is formed on the floating gate electrode 9. The ferroelectric thin film 10 is composed of lead zirconate titanate (PZT) having a thickness of about 100 nm. The control gate electrode 11 is formed on the ferroelectric thin film 10. In this way, in the above-mentioned ferroelectric element, the lower electrode is set to the floating gate electrode 9
The upper electrode is composed of the control gate electrode 11, and the ferroelectric thin film is composed of PZT. Here, as the ferroelectric thin film, a Pb-based oxide such as lead titanate or a Bi-based oxide ferroelectric such as bismuth titanate may be used.

【0036】書込みトランジスタは第2シリコン薄膜8
上に形成される。書込みトランジスタ用ゲート絶縁膜1
2は膜厚が約10nmのシリコン酸化膜で構成される。
この書込みトランジスタ用ゲート絶縁膜12上に書込み
トランジスタ用ゲート電極13が形成される。この書込
みトランジスタ用ゲート電極13はタングステンポリサ
イドで形成される。この第2シリコン薄膜8には、書込
み用拡散層14が形成されこの拡散層は第2層間絶縁膜
15上に形成された書込み用配線16とコンタクト孔を
介して電気的に接続される。
The write transistor is the second silicon thin film 8
Formed on top. Gate insulating film for write transistor 1
2 is a silicon oxide film having a thickness of about 10 nm.
The write transistor gate electrode 13 is formed on the write transistor gate insulating film 12. The write transistor gate electrode 13 is formed of tungsten polycide. A write diffusion layer 14 is formed on the second silicon thin film 8, and the diffusion layer is electrically connected to the write wiring 16 formed on the second interlayer insulating film 15 through a contact hole.

【0037】又、読出しトランジスタ用ゲート絶縁膜1
7は第1シリコン薄膜3上のシリコン酸化膜で形成され
る。ここで、このシリコン酸化膜の膜厚は10nm程度
に設定される。そして、このシリコン酸化膜上に読出し
トランジスタ用ゲート電極18が形成される。更に、読
出し用拡散層19が第1シリコン薄膜3に形成され、こ
の拡散層は読出し用配線20に電気的に接続される。こ
のようにして、読出しトランジスタのソース/ドレイン
領域は検出用拡散層5と読出し用拡散層19とで構成さ
れる。以上のようにして本発明のメモリセルの構造がで
きあがるが、前述の検出トランジスタ、書込みトランジ
スタ及び読出しトランジスタのゲート絶縁膜が、シリコ
ン酸化膜以外にシリコン窒化膜などを含む絶縁膜で形成
されてもよいことに触れておく。
Further, the gate insulating film 1 for the read transistor
A silicon oxide film 7 is formed on the first silicon thin film 3. Here, the film thickness of this silicon oxide film is set to about 10 nm. Then, the read transistor gate electrode 18 is formed on the silicon oxide film. Further, a read diffusion layer 19 is formed on the first silicon thin film 3, and this diffusion layer is electrically connected to the read wiring 20. In this way, the source / drain regions of the read transistor are composed of the detection diffusion layer 5 and the read diffusion layer 19. Although the structure of the memory cell of the present invention is completed as described above, even if the gate insulating film of the detection transistor, the write transistor and the read transistor described above is formed of an insulating film including a silicon nitride film or the like in addition to the silicon oxide film. I will touch on good things.

【0038】次に、このようなメモリセル構造を図1で
説明したメモリセル配列と対応させて以下に説明する。
Next, such a memory cell structure will be described below in association with the memory cell array described in FIG.

【0039】書込み用配線16は書込みビット線BW
1、BW2に対応し、書込みトランジスタ用ゲート電極
13は書込みワード線WW1、WW2に接続される。
又、コントロールゲート電極11はコモンプレートCP
1に接続される。更に、読出しトランジスタ用ゲート電
極18は読出しワード線WR1、WR2に接続される。
読出し用配線20は読出しビット線BR1、BR2に対
応する。
The write wiring 16 is a write bit line BW.
1 and BW2, the write transistor gate electrode 13 is connected to the write word lines WW1 and WW2.
The control gate electrode 11 is a common plate CP.
Connected to 1. Further, the read transistor gate electrode 18 is connected to the read word lines WR1 and WR2.
The read wiring 20 corresponds to the read bit lines BR1 and BR2.

【0040】次に、図5に示したメモリセル構造の場合
に得られる、図4で説明したコントロールゲート電圧の
シフト量について述べる。この電圧シフト量ΔVは次
式で与えられる。
Next, the shift amount of the control gate voltage explained in FIG. 4 obtained in the case of the memory cell structure shown in FIG. 5 will be described. This voltage shift amount ΔV p is given by the following equation.

【0041】 [0041]

【0042】ここで、Pは強誘電体薄膜10の自発分
極の値であり、ε0 、εf 、εp はそれぞれ真空の誘電
率、強誘電体薄膜10の比誘電率、検出トランジスタ用
ゲート絶縁膜4の比誘電率を表わす。又、df、dpは
それぞれ強誘電体薄膜10、検出トランジスタ用ゲート
絶縁膜4の膜厚を表わす。
Here, P r is the value of the spontaneous polarization of the ferroelectric thin film 10, and ε 0, ε f, and ε p are the permittivity of vacuum, the relative permittivity of the ferroelectric thin film 10, and the gate insulating film for the detection transistor, respectively. 4 represents the relative dielectric constant of 4. Further, df and dp represent the thicknesses of the ferroelectric thin film 10 and the detection transistor gate insulating film 4, respectively.

【0043】ここで、PZTの自発分極値Pを10μ
C/cm2 、比誘電率εfを500とし、検出トランジ
スタ用ゲート絶縁膜4の比誘電率を4とする。又、PZ
Tの膜厚を100nmとし検出トランジスタ用ゲート絶
縁膜4の膜厚を10nmとしてΔVを求めると、この
値は2V程度になる。この値は情報の読出し動作に十分
な値となっている。ここで、前述のPZTの膜厚を50
nm程度にすると、ΔVは1V程度でこのような条件
でも十分に使用できることが判る。
Here, the spontaneous polarization value P r of PZT is set to 10 μm.
C / cm 2 , relative permittivity εf is 500, and relative permittivity of the gate insulating film 4 for the detection transistor is 4. Also, PZ
When ΔV p is calculated with the thickness of T being 100 nm and the thickness of the detection transistor gate insulating film 4 being 10 nm, this value is about 2V. This value is sufficient for the information read operation. Here, the film thickness of the above PZT is 50
When it is set to about nm, ΔV p is about 1 V, and it can be understood that it can be sufficiently used under such conditions.

【0044】先述したように、検出トランジスタをSO
I上に形成することで、このトランジスタのサブスレッ
シーョルド特性においてゲート電圧に対するドレイン電
流の増加が急峻になる。このために、検出トランジスタ
のOFF状態とON状態での電流差が大きくなり、図4
のフローティングゲート型トランジスタ特性で示した情
報“1”と情報“0”の判定が容易になる。
As described above, the detection transistor is set to SO.
When formed on I, the drain current increases sharply with respect to the gate voltage in the subthreshold characteristic of this transistor. For this reason, the current difference between the OFF state and the ON state of the detection transistor becomes large.
The information "1" and the information "0" indicated by the floating gate type transistor characteristic of (3) can be easily determined.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上に説明したように本発明では、メモ
リセルが、半導体基板上に形成されたMIS型FET
と、このMIS型FETのゲート電極に接続される下部
電極上に強誘電体薄膜が形成され前記強誘電体薄膜上に
上部電極が形成されたキャパシタ構造の強誘電体素子
と、一方のソース・ドレイン領域が前記下部電極に接続
され他方のソース・ドレイン領域が情報書込み配線に接
続されたMISトランジスタと、ソース領域とドレイン
領域がそれぞれ前記MIS型FETのドレイン領域と情
報読出し配線に接続されたMISトランジスタとで構成
される。
As described above, according to the present invention, the memory cell has the MIS type FET formed on the semiconductor substrate.
And a ferroelectric element having a capacitor structure in which a ferroelectric thin film is formed on a lower electrode connected to the gate electrode of this MIS type FET and an upper electrode is formed on the ferroelectric thin film, and one source A MIS transistor having a drain region connected to the lower electrode and the other source / drain region connected to an information writing line, and a MIS having a source region and a drain region connected to the drain region and the information reading line of the MIS type FET, respectively. It is composed of a transistor.

【0046】このように本発明のメモリセルの情報記憶
は強誘電体の自発分極で行われるため、先述したEPR
OM系の不揮発性記憶素子を用いたメモリセルに比し情
報の書き換え回数は1010〜1012回と大幅に増加す
る。
As described above, since information storage of the memory cell of the present invention is performed by spontaneous polarization of the ferroelectric substance, the above-mentioned EPR is performed.
The number of times of rewriting information is significantly increased to 10 10 to 10 12 times as compared with the memory cell using the OM type nonvolatile memory element.

【0047】又、本発明のメモリセルへの記憶情報の書
込みは、先述した従来のMFMIS構造のメモリセルと
異り、キャパシタ構造の強誘電体素子の前記下部電極と
上部電極間に直接に電圧を印加して行われるため、書込
み電圧の低電圧化が容易になる。例えば2V程度での書
込み動作が可能になる。
Further, writing of stored information to the memory cell of the present invention is different from the above-mentioned conventional memory cell of the MFMIS structure, in that a voltage is directly applied between the lower electrode and the upper electrode of the ferroelectric element of the capacitor structure. Is applied, it is easy to reduce the write voltage. For example, the write operation at about 2V becomes possible.

【0048】更に、メモリセルの記憶情報の読出しで
は、先述したような通常DRAM型のメモリセルの場合
のような情報の破壊はなく、情報の再書込みの必要もな
い。又、情報の読出し時に先述したMFMIS構造1個
のメモリセルのように強誘電体膜に電圧が印加されない
ため、この強誘電体膜の分極反転疲労あるいは分極疲労
は大幅に低減される。このために、メモリセルの書込み
/読出し回数を増加させることが可能になり、メモリセ
ルの寿命を延ばすことができる。
Further, in reading the stored information of the memory cell, there is no destruction of information as in the case of the normal DRAM type memory cell as described above, and it is not necessary to rewrite information. In addition, since no voltage is applied to the ferroelectric film when reading information as in the memory cell having one MFMIS structure described above, polarization reversal fatigue or polarization fatigue of this ferroelectric film is significantly reduced. Therefore, the number of times of writing / reading of the memory cell can be increased, and the life of the memory cell can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のメモリセルの構成を説明する回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a memory cell of the present invention.

【図2】本発明のメモリセル情報の書込み動作を説明す
るタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart explaining a write operation of memory cell information of the present invention.

【図3】本発明のメモリセル情報の読出し動作を説明す
るタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart explaining a read operation of memory cell information of the present invention.

【図4】本発明のメモリセル動作を説明するトランジス
タ特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing transistor characteristics for explaining the operation of the memory cell of the present invention.

【図5】本発明のメモリセルの構造を説明する断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the structure of the memory cell of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,W12,W21,W22 書込みトランジスタ C11,C12,C21,C22 強誘電体素子 S11,S12,S21,S22 検出トランジスタ R11,R12,R21,R22 読出しトランジスタ WW1,WW2 書込みワード線 BW1,BW2 書込みビット線 N11,N12,N21,N22 ノード CP1,CP2 コモンプレート WR1,WR2 読出しワード線 BR1,BR2 読出しビット線 1 シリコン基板 2 基板絶縁膜 3 第1シリコン薄膜 4 検出トランジスタ用ゲート絶縁膜 5 検出用拡散層 6 接地用拡散層 7 第1層間絶縁膜 8 第2シリコン薄膜 9 フローティングゲート電極 10 強誘電体薄膜 11 コントロールゲート電極 12 書込みトランジスタ用ゲート絶縁膜 13 書込みトランジスタ用ゲート電極 14 書込み用拡散層 15 第2層間絶縁膜 16 書込み用配線 17 読出しトランジスタ用ゲート絶縁膜 18 読出しトランジスタ用ゲート電極 19 読出し用拡散層 20 読出し用配線W 11 , W 12 , W 21 , W 22 Write transistor C 11 , C 12 , C 21 , C 22 Ferroelectric element S 11 , S 12 , S 21 , S 22 Detection transistor R 11 , R 12 , R 21 , R 22 read transistor WW1, WW2 write word line BW1, BW2 write bit line N 11 , N 12 , N 21 , N 22 node CP1, CP2 common plate WR1, WR2 read word line BR1, BR2 read bit line 1 silicon substrate 2 substrate Insulating film 3 First silicon thin film 4 Detection transistor gate insulating film 5 Detection diffusion layer 6 Grounding diffusion layer 7 First interlayer insulating film 8 Second silicon thin film 9 Floating gate electrode 10 Ferroelectric thin film 11 Control gate electrode 12 Writing Transistor gate insulating film 13 Write transistor gate electrode 14 Write diffusion layer 15 Second layer Enmaku 16 write wiring 17 read transistor gate insulating film 18 read transistor gate electrode 19 reads diffusion layer 20 reading wirings

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/792 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01L 29/792

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された第1のMIS
型FETと、前記第1のMIS型FETのゲート電極に
接続される一電極上に強誘電体薄膜が形成され前記強誘
電体薄膜上に対向電極が形成されたキャパシタ構造の強
誘電体素子と、ソース・ドレイン領域のうちの一方の領
域が前記一電極に接続されソース・ドレイン領域のうち
の他方の領域が第1のビット線に接続されゲート電極が
第1のワード線に接続された第2のMIS型FETと、
ソース領域とドレイン領域がそれぞれ前記第1のMIS
型FETのドレイン領域と第2のビット線に接続されゲ
ート電極が第2のワード線に接続された第3のMIS型
FETとで構成され、前記強誘電体素子の対向電極が電
位変化する共通配線に接続されていることを特徴とした
半導体不揮発性メモリセル。
1. A first MIS formed on a semiconductor substrate.
Type FET, and a ferroelectric element having a capacitor structure in which a ferroelectric thin film is formed on one electrode connected to the gate electrode of the first MIS type FET, and a counter electrode is formed on the ferroelectric thin film. , One of the source / drain regions is connected to the one electrode, the other of the source / drain regions is connected to the first bit line, and the gate electrode is connected to the first word line. 2 MIS type FET,
The source region and the drain region are respectively the first MIS.
Type FET and a third MIS type FET connected to the second bit line and having a gate electrode connected to the second word line, and the counter electrode of the ferroelectric element is electrically charged.
A semiconductor non-volatile memory cell, characterized in that it is connected to a common wiring which changes its position .
【請求項2】 前記第1のビット線と前記共通配線とが
1対になってメモりセル部に配設されていることを特徴
とする請求項1記載の半導体不揮発性メモリセル。
2. The first bit line and the common wiring are
2. The semiconductor nonvolatile memory cell according to claim 1, wherein the semiconductor nonvolatile memory cells are arranged in pairs in the memory cell portion .
【請求項3】 前記第1のMIS型FETのしきい値電
圧が0Vであることを特徴とした請求項1あるいは請求
項2記載の半導体不揮発性メモリセル。
3. The threshold voltage of the first MIS-type FET
The semiconductor nonvolatile memory cell according to claim 1 or 2, wherein the voltage is 0V .
【請求項4】 前記第2のMIS型FETが前記半導体
基板の表面に形成された絶縁膜上のシリコン薄膜に設け
られていることを特徴とした請求項1、請求項2または
請求項3記載の半導体不揮発性メモリセル。
4. The second MIS type FET is the semiconductor.
Provided on the silicon thin film on the insulating film formed on the surface of the substrate
Claim 1, claim 2 or characterized in that
The semiconductor nonvolatile memory cell according to claim 3.
【請求項5】 記憶情報の書込み動作において、前記第
2のMIS型FETが導通状態にされて前記第1のビッ
ト線と前記強誘電体素子の前記対向電極間に電圧が印加
され、その後、前記強誘電体素子の前記一電極が0Vに
されてから前記第2のMIS型FETが非導通状態にさ
れることを特徴とした請求項1または請求項2記載の半
導体不揮発性メモリセルの動作方法。
5. In the operation of writing stored information, the first
When the second MIS-type FET is turned on, the first bit
Voltage is applied between the contact line and the opposite electrode of the ferroelectric element.
Then, the one electrode of the ferroelectric element is set to 0V.
After that, the second MIS-type FET is turned off.
The method for operating a semiconductor nonvolatile memory cell according to claim 1 or 2, characterized in that :
【請求項6】 記憶情報の読出し動作において、前記強
誘電体素子の前記対向電極に0Vが印加され、前記第3
のMIS型FETが導通状態にされ、前記第2のビット
線の電位が検知されることを特徴とした請求項1または
請求項2記載の半導体不揮発性メモリセルの動作方法。
6. In the operation of reading stored information, the
0 V is applied to the counter electrode of the dielectric element,
The MIS-type FET is turned on, and the second bit
The electric potential of the line is detected, or
The method of operating a semiconductor nonvolatile memory cell according to claim 2.
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