JPH0271564A - Memory device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は記憶装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a storage device.
〔従来の技術j
従来、IEDM87P、560〜563に記載されてい
るような、通常のMO5I−ランジスタにコントロール
ゲート、フローティングゲート1.肖去ゲートを具備せ
しめた記・は装置が知られていた。[Conventional technology j Conventionally, as described in IEDM87P, 560-563, a control gate, a floating gate 1. A device equipped with a death gate was known.
〔発明が解決しようとする課題)
しかし、従来の記憶装置は次のような課題を有していた
。第1に構造が複雑であるため1ビツトを記憶するに必
要な面積を広(取らな(ではならないため、記憶容量を
上げることができない、第2に、複雑な工程を要するの
でコスト高となりビット単価を下けれないこと、である
。[Problems to be Solved by the Invention] However, conventional storage devices have had the following problems. Firstly, because the structure is complex, the area required to store one bit cannot be increased, so the storage capacity cannot be increased.Secondly, it requires a complicated process, which increases the cost. The problem is that the unit price cannot be lowered.
本発明は従来のこのような課題を解決するもので目的と
するところは、大きな記憶容量を持ち、ビット単価の安
い記憶装置を提供することである。The present invention is intended to solve these conventional problems, and an object of the present invention is to provide a storage device having a large storage capacity and a low cost per bit.
〔課題を解決するための手段]
本発明の記憶装置は、半導体基板上に形成された第1の
絶縁層、前記絶縁層上に形成された第1の電極、前記第
1の電極上に形成された半導体層、前記半導体層上に形
成された第2の絶縁層、前記第2の絶縁層上に形成され
た第3の絶縁層、前記第3の絶縁層上に形成された第2
の電極を具備したことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A memory device of the present invention includes a first insulating layer formed on a semiconductor substrate, a first electrode formed on the insulating layer, and a first electrode formed on the first electrode. a second insulating layer formed on the semiconductor layer, a third insulating layer formed on the second insulating layer, and a second insulating layer formed on the third insulating layer.
It is characterized by being equipped with the following electrodes.
[実 施 例]
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
1図(a)、(b)は本発明にかかる記憶装置の構成を
示す、第1図(b)は同図A−B間の断面を示す、シリ
コン基板から成る半導体基板1上にS i Owから成
る第1の絶縁層2が設けられており、第1の絶縁層2上
にMOから成る第1のiit極3が設けられており、第
1の電極3上に非単結晶シリコンから成る半導体層4が
設けられており、半導体層4上にSi Oxかも成る第
2の絶縁層5が設けられており、第2の絶縁層5上にS
iNxから成る第3の絶縁層6が設けられており、第3
の絶縁層6上にドープドシリコンから成る第2の電極7
が設けられている。[Example] Examples of the present invention will be described below based on the drawings. FIGS. 1(a) and 1(b) show the structure of a memory device according to the present invention, and FIG. 1(b) shows a cross section taken along line A-B in the same figure. A first insulating layer 2 made of iOw is provided, a first IIT electrode 3 made of MO is provided on the first insulating layer 2, and a first IIT electrode 3 made of MO is provided on the first electrode 3. A semiconductor layer 4 made of SiOx is provided, a second insulating layer 5 made of SiOx is provided on the semiconductor layer 4, and a second insulating layer 5 made of SiOx is provided on the second insulating layer 5.
A third insulating layer 6 made of iNx is provided.
A second electrode 7 made of doped silicon is disposed on the insulating layer 6 of
is provided.
第1の電極3と第2の電tfi7の間に電圧が印加され
、半導体層4あるいは第2の電極7から電荷が放出され
、前記電荷が第3の絶縁層6中の第2の絶縁層5の界面
付近に存在するトラップ準位にトラップされる。トラッ
プされた電荷により半導体層4のバンドの曲がりが生じ
、半導体層4の電気的容量が変化する。これは第1と第
2の電極3.7間の電気的容量の変化を生じさせる。前
記電気的容量の変化を用いてデータの有無を記憶するこ
とができる。前記トラップされた電荷は電圧を切った後
も不揮発性を持って保持されるため、不揮発性の記憶装
置となる。また、トラップされた電荷の有無によって生
じる電荷による半導体層4と第2及び第3の絶縁層5.
6のバンドの曲がりに起因する第1と第2の電極3.7
間の電気抵抗の変化を用いてデータの記憶に用いても良
い。A voltage is applied between the first electrode 3 and the second electrode tfi7, charges are released from the semiconductor layer 4 or the second electrode 7, and the charges are transferred to the second insulating layer in the third insulating layer 6. It is trapped in the trap level existing near the interface of 5. The trapped charges cause the band of the semiconductor layer 4 to bend, and the electrical capacitance of the semiconductor layer 4 changes. This causes a change in the electrical capacitance between the first and second electrodes 3.7. The presence or absence of data can be stored using the change in electrical capacitance. Since the trapped charges are held nonvolatile even after the voltage is turned off, the device becomes a nonvolatile memory device. In addition, the semiconductor layer 4 and the second and third insulating layers 5 .
6. The first and second electrodes due to the bending of the band 3.7
The change in electrical resistance between the two may be used to store data.
第1図(a)、(b)において半導体基板1として用い
られる基板はシリコン基板に限る必要は無く、例えばI
II −V族、あるいはTI −IV族化合物半導体基
板やカルコパイライト基板を用いても良い。The substrate used as the semiconductor substrate 1 in FIGS. 1(a) and 1(b) is not limited to a silicon substrate; for example, an I
A II-V group or TI-IV group compound semiconductor substrate or chalcopyrite substrate may be used.
また第1及び第2及び第3の絶縁層2.5.6に用いら
れる材料はS i O2やSiNxに限る必要は無く、
例えば5iO1SiON、5isNa 、TaOxなど
を用いても良い。半導体層4から放出された電荷を用い
る際は第2の絶縁N5の厚みはトンネル電流が生じる程
度に薄<(〈100A)にすることが望ましい、また、
半導体層4に用いられる材料は非単結晶シリコンに限る
必要は無く、例えば単結晶シリコンやIrr −V族、
II−IV族化合物半導体を単結晶、非単結晶の状態で
用いても良い、非単結晶で用いる際は、水素やハロゲン
原子を用いてトラップ準位を補償すると半導体層4の電
気的容量変化が大きくなり特に有効である。また、半導
体層4に用いられる材料の電気的特性はn型、p型、イ
ントリンシックのいずれでも良い、また、半導体層4の
膜厚は半導体層4が本来持つ空乏層の厚みよりも薄いこ
とが望ましい。Furthermore, the materials used for the first, second, and third insulating layers 2.5.6 are not limited to SiO2 or SiNx;
For example, 5iO1SiON, 5isNa, TaOx, etc. may be used. When using the charge emitted from the semiconductor layer 4, it is desirable that the thickness of the second insulating layer N5 is as thin as <(<100 A) to generate a tunnel current.
The material used for the semiconductor layer 4 is not limited to non-single-crystal silicon, and may include, for example, single-crystal silicon, Irr-V group,
Group II-IV compound semiconductors may be used in a single crystal or non-single crystal state. When used in a non-single crystal state, the electrical capacitance of the semiconductor layer 4 will change if the trap level is compensated using hydrogen or halogen atoms. is particularly effective. Further, the electrical characteristics of the material used for the semiconductor layer 4 may be n-type, p-type, or intrinsic, and the thickness of the semiconductor layer 4 must be thinner than the thickness of the depletion layer that the semiconductor layer 4 originally has. is desirable.
また、第1及び第2の電極3.7に用いられる材料はM
oやドープドシリコンに限る必要は無く1例えばAIな
どの金属、シリサイド、高融点金属、ポリサイド、半導
体を用いても良い。Furthermore, the material used for the first and second electrodes 3.7 is M
There is no need to limit the material to silicon or doped silicon; for example, metals such as AI, silicides, high melting point metals, polycides, and semiconductors may be used.
第2図(a)、(b)に本発明の記憶装置をマトリクス
状に配置した記憶装置を示す、第2図(b)は同図(a
)のA−Bにおける断面図であり同図(a)は上視図で
ある。シリコン基板から成る半導体基板1上にS i
Ozから成る第1の絶縁層2が設けられており、第1の
絶縁層2上にストライブ状の第1の電極3が設けられて
おり、第1の電極3上に非単結晶シリコンから成る半導
体層4、半導体層4上に5if2から成る第2の絶縁層
4、第2の絶縁層4上にSiNxから成る第3の絶縁層
6、第3の絶縁層、上にドープドシリコンから成るスト
ライプ状の第2の電極7が設けられている。第1及び第
2の電極2.7は半導体基板1上に設けられた集積回路
より成るロウデコーダおよびセンスアンプ、I10ゲー
ト、カラムデコーダへ結ばれている。ロウデコーダ、セ
ンスアンプ、I10ゲート、カラムデコーダについては
特に図示しないが、通常の半導体プロセスを持って形成
されるMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタ、
ダイオード、抵抗、容量より構成されている。FIGS. 2(a) and 2(b) show a storage device in which storage devices of the present invention are arranged in a matrix, and FIG.
), and (a) is a top view. S i on a semiconductor substrate 1 made of a silicon substrate
A first insulating layer 2 made of OZ is provided, a strip-shaped first electrode 3 is provided on the first insulating layer 2, and a first electrode 3 made of non-monocrystalline silicon is provided on the first electrode 3. a second insulating layer 4 made of 5if2 on the semiconductor layer 4; a third insulating layer 6 made of SiNx on the second insulating layer 4; A striped second electrode 7 is provided. The first and second electrodes 2.7 are connected to a row decoder and a sense amplifier, an I10 gate, and a column decoder, each of which is an integrated circuit provided on the semiconductor substrate 1. Row decoders, sense amplifiers, I10 gates, and column decoders are not particularly shown, but they are MOS transistors, bipolar transistors, and bipolar transistors formed using normal semiconductor processes.
It consists of a diode, a resistor, and a capacitor.
第2図(a)、(b)に示すように本発明の記憶装置の
記憶容量は1μmのラインアンドスペスで第1及び第2
の電極3.7を形成すると5mm’のチップ内に、12
.5X10’ bitと非常に大きな記憶容量を持つ、
また、本発明の記憶装置自体を形成するに必要なフォト
工程は2回と短く、また同一基板上にロウデコーダ、カ
ラムデコーダ、センスアンプ、I10ゲートが通常の半
導体プロセスを用いて形成されるため、小さく、高性能
で低コストの記憶装置である。As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the storage capacity of the storage device of the present invention is 1 μm line and space.
When electrodes 3.7 are formed, 12
.. It has a very large storage capacity of 5 x 10' bits.
In addition, the photo process required to form the memory device itself of the present invention is as short as two, and the row decoder, column decoder, sense amplifier, and I10 gate are formed on the same substrate using a normal semiconductor process. , a small, high-performance, low-cost storage device.
また、センスアンプなどの集積回路に用いられるフィー
ルド酸化膜形成工程を用いて第1の絶縁層2を形成して
も良い。Alternatively, the first insulating layer 2 may be formed using a field oxide film forming process used in integrated circuits such as sense amplifiers.
[発明の効果] 本発明の効果を以下に説明する。[Effect of the invention] The effects of the present invention will be explained below.
(1)本発明の記憶装置は非常に大きな記憶容量を持つ
。(1) The storage device of the present invention has a very large storage capacity.
(2)本発明の記憶装置のビット単価は安い。(2) The bit unit cost of the storage device of the present invention is low.
第1図(a)、(b)は本発明の記憶装置の上視図、断
面図、第2図(a)、(b)は本発明の記・旧装置をマ
トリクス状に配置した記憶装置の上視図、断面図である
。
1・・・半導体基板
2・・・第1の絶縁層
3・・・第1の電極
4・・・半導体層
5・・・第2の絶縁層
6・・・第3の絶縁層
7・・・第2の電極FIGS. 1(a) and (b) are top views and cross-sectional views of a storage device of the present invention, and FIGS. 2(a) and (b) are storage devices in which old and new devices of the present invention are arranged in a matrix. They are a top view and a cross-sectional view. 1... Semiconductor substrate 2... First insulating layer 3... First electrode 4... Semiconductor layer 5... Second insulating layer 6... Third insulating layer 7...・Second electrode
Claims (1)
上に形成された第1の電極、前記第1の電極上に形成さ
れた半導体層、前記半導体層上に形成された第2の絶縁
層、前記第2の絶縁層上に形成された第3の絶縁層、前
記第3の絶縁層上に形成された第2の電極を具備したこ
とを特徴とする記憶装置。A first insulating layer formed on a semiconductor substrate, a first electrode formed on the insulating layer, a semiconductor layer formed on the first electrode, and a second insulating layer formed on the semiconductor layer. A memory device comprising an insulating layer, a third insulating layer formed on the second insulating layer, and a second electrode formed on the third insulating layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63222614A JPH0271564A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63222614A JPH0271564A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0271564A true JPH0271564A (en) | 1990-03-12 |
Family
ID=16785216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63222614A Pending JPH0271564A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0271564A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004507091A (en) * | 2000-08-14 | 2004-03-04 | マトリックス セミコンダクター インコーポレーテッド | Highly integrated arrays and charge storage devices, and methods of making them |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP63222614A patent/JPH0271564A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004507091A (en) * | 2000-08-14 | 2004-03-04 | マトリックス セミコンダクター インコーポレーテッド | Highly integrated arrays and charge storage devices, and methods of making them |
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