JP4073912B2 - 直列に接続されたメモリーセルを備えた強誘電体メモリー - Google Patents
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Description
本発明は、集積回路(IC)に関するものであり、特に、直列構造を有するメモリーIC(例えば強誘電体メモリーIC)に関するものである。
強誘電体半導体メモリー装置に用いるために、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)などの強誘電性の金属酸化物セラミック材料が研究されてきた。また、強誘電体半導体メモリー装置には、タンタル酸ストロンチウムビスマス(SBT)などの他の強誘電性材料も用いることができる。図1は、トランジスタ130と強誘電体キャパシタ140とを備えた従来の強誘電体メモリーセル105を示している。キャパシタ電極142はプレート線170に接続されており、もう一方のキャパシタ電極141はトランジスタに接続されている。このトランジスタは、そのゲートに接続されたワード線150の状態(活性か、非活性か)に応じて、キャパシタとビット線160との接続および切断を切り替えている。
本発明は、メモリーICに関するものである。メモリーセルは、x個のメモリーセルを有する1つの連鎖メモリーに配置されている。1つのメモリーには、第1および第2拡散領域を有するトランジスタと、第1および第2電極間に誘電体層を有するキャパシタとを含んでいる。電極のうちの1つは下端電極であり、他の1つは上端電極である。第1電極は、第1拡散領域に接続されており、第2電極は、第2拡散領域に接続されている。
図1は、従来の強誘電体メモリーセルを示す。図2は、従来のメモリー連鎖を示す。図3は、従来のメモリー連鎖の断面図を示す。図4は、従来の一連のメモリー構造の読み出し信号分布を示す。図5は、奇数と偶数とのアドレス指定位置の非対称的ヒステリシス曲線を対称的にするための、本発明の一実施形態を示す。図6は、本発明の一実施形態に関するメモリー連鎖の断面図を示す。図7−図10は、本発明の一実施形態に関するメモリー連鎖を形成するためのプロセスを示す。
図5は、本発明の一実施形態に関するメモリー連鎖502を示している。図示したように、この連鎖は、複数のメモリーセル5051−505xを含んでおり、各メモリーセルは、トランジスタ530およびキャパシタ540を備えている。一実施形態では、この連鎖は、8つのメモリーセル(例えば、x=8)を含んでいるが、他のサイズのメモリー連鎖であってもよい。連鎖中のメモリーセルの数は、2yであることが好ましい。ここで、yは、整数(例えば、x=2y)である。トランジスタには、第1拡散領域531および第2拡散領域532が含まれており、キャパシタには、第1プレート541と第2プレート542が含まれている。例えば、第1プレートは下端電極であり、第2プレートは上端電極である。トランジスタは、例えばn−FETであるが、他のタイプのトランジスタ(例えばp−FET、または、n−FETとp−FETとを組み合わせたもの)を用いてもよい。第1トランジスタ拡散領域が、第1キャパシタプレートに接続されている一方、第2トランジスタ拡散領域は第2キャパシタプレートに接続されている。
Claims (19)
- x個(xは2以上の整数)のメモリーセル(605)を有するメモリー連鎖(602)を備え、
上記各メモリーセルは、
第1拡散領域、第2拡散領域、および、ゲートを有するトランジスタ(630)とキャパシタ(640)とを備え、
上記キャパシタは、下端電極(641)、該下端電極上に形成された誘電体層、および、該誘電体層上に形成された上端電極(642)を有し、
上記トランジスタの第1拡散領域は上記キャパシタの上記上端電極に接続され、トランジスタの第2拡散領域は上記キャパシタの上記下端電極に接続されていることを特徴とし、
上記x個のメモリーセルは、k番目(kは1からx−1である)のセルの下端電極とk+1番目のメモリーセルの上端電極とを接続させることにより、相互接続し、
上記メモリーセルが、そのキャパシタの誘電体層が誘電性材料を含んでいる強誘電体メモリーセルである、集積回路。 - x個(xは2以上の整数)のメモリーセル(605)を有するメモリー連鎖(602)を備え、
上記各メモリーセルは、
第1拡散領域、第2拡散領域、および、ゲートを有するトランジスタ(630)とキャパシタ(640)とを備え、
上記キャパシタは、下端電極(641)、該下端電極上に形成された誘電体層、および、該誘電体層上に形成された上端電極(642)を有し、
上記トランジスタの第1拡散領域は上記キャパシタの上記下端電極に接続され、トランジスタの第2拡散領域は上記キャパシタの上記上端電極に接続されていることを特徴とし、
上記x個のメモリーセルは、k番目(kは1からx−1である)のセルの上端電極とk+1番目のメモリーセルの下端電極とを接続させることにより、相互接続し、
上記メモリーセルが、そのキャパシタの誘電体層が誘電性材料を含んでいる強誘電体メモリーセルである、集積回路。 - xが2yであり、yが1以上の整数である、請求項1または2に記載の集積回路。
- 上記連鎖の第1端部がビット線に接続されており、連鎖の第2端部がプレート線に接続されている、請求項1または2に記載の集積回路。
- xが2yであり、yが1以上の整数である、請求項4に記載の集積回路。
- 上記連鎖の第1端部がビット線に接続されている、請求項1または2に記載の集積回路。
- xが2yであり、yが1以上の整数である、請求項6に記載の集積回路。
- xが2yであり、yが1以上の整数である、請求項1または2に記載の集積回路。
- 隣り合うメモリーセルのトランジスタが、共通拡散領域を共有している、請求項1または2に記載の集積回路。
- 上記メモリーセルのトランジスタがn−FETである、請求項9に記載の集積回路。
- x個(xは2以上の整数)のメモリーセルを有するメモリー連鎖を備え、
上記メモリー連鎖のメモリーセルは、
第1拡散領域、第2拡散領域、および、ゲートを有するトランジスタと、第1電極と第2電極との間に誘電体層を有するキャパシタとを備え、
上記第1拡散領域は、上記第1電極に接続され、上記第2拡散領域は、上記第2電極に接続され、
上記x個のメモリーセルは、k番目(kは1からx−1である)のメモリーセルの第2電極とk+1番目のメモリーセルの第1電極とを接続させることにより、相互接続しており、
読み取りの間、上記キャパシタのいずれにも同じ方向の電界が印加され、
上記メモリーセルが、そのキャパシタの誘電体層が誘電性材料を含んでいる強誘電体メモリーセルである、集積回路。 - 複数の上記メモリー連鎖が相互接続してメモリーアレイを構成している、請求項11に記載の集積回路。
- 上記第1電極はキャパシタの上端電極であり、上記第2電極はキャパシタの下端電極である、請求項12に記載の集積回路。
- 上記メモリー連鎖の第1端部は、ビット線に接続されている、請求項11〜13のいずれか1項に記載の集積回路。
- xが2yであり、yが1以上の整数である、請求項14に記載の集積回路。
- 上記メモリー連鎖の第2端部は、プレート線に接続されている、請求項14に記載の集積回路。
- xが2yであり、yが1以上の整数である、請求項16に記載の集積回路。
- 隣り合うメモリーセルのトランジスタが、共通拡散領域を共有している、請求項14に記載の集積回路。
- xが2yであり、yが1以上の整数である、請求項18に記載の集積回路。
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