JPH0384964A - 半導体メモリ - Google Patents
半導体メモリInfo
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- JPH0384964A JPH0384964A JP1220310A JP22031089A JPH0384964A JP H0384964 A JPH0384964 A JP H0384964A JP 1220310 A JP1220310 A JP 1220310A JP 22031089 A JP22031089 A JP 22031089A JP H0384964 A JPH0384964 A JP H0384964A
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Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、TFTメモリアレイに関するものである。
最近、メモリ素子をTFT (薄膜トランジスタ)で構
成したTFTメモリアレイが考えられている。
成したTFTメモリアレイが考えられている。
第9図〜第11図は従来のTFTメモリアレイを示した
もので、第9図はTFTメモリアレイの平面図、第10
図はその1つのメモリ素子部分の断面図である。第9図
および第10図において、図中1はガラス等からなる絶
縁基板であり、この基板1上には複数本のゲートライン
(アドレスライン)GLが互いに平行に形成され、その
上には前記ゲートラインGLと直交する複数本のソース
ライン(データライン)SLおよびドレインライン(デ
ータライン)DLが形成されている。そして、前記ゲー
トラインGLとソースラインSLおよびドレインライン
DLとの交差部にはそれぞれ逆スタガー型TFTからな
るメモリ素子Mが構成されている。このメモリ素子Mは
、前記ゲートラインGLのメモリ素子領域部分(以下ゲ
ート電極という)Gと、このゲート電極Gの上に基板1
全面にわたって形成されたメモリ絶縁膜2と、このメモ
リ絶縁!!2の上に前記ゲート電極Gに対向させて形成
された1−a−8t(i型アモルファス・シリコン)か
らなるl型半導体層3と、前記ソースラインSLおよび
ドレインラインDLのメモリ素子領域部分(以下ソース
電極およびドレイン電極という)S、Dとからなってお
り、ソース電極Sとドレイン電極りは、前記l型半導体
層3のチャンネル領域をはさむ両側部の上に、n” −
a−Sl (n型不純物をドープしたアモルファス・
シリコン)からなるn型半導体層4を介して形成されて
いる。なお、前記メモリ絶縁膜2は、シリコン原子St
と窒素原子Nとの組成比Si/Nを化学量論比(Sl/
N−0,75)より太きく (Sl/ N −0,8
5〜1.15)にして電荷蓄積機能をもたせた窒化シリ
コン(SIN)からなっている。
もので、第9図はTFTメモリアレイの平面図、第10
図はその1つのメモリ素子部分の断面図である。第9図
および第10図において、図中1はガラス等からなる絶
縁基板であり、この基板1上には複数本のゲートライン
(アドレスライン)GLが互いに平行に形成され、その
上には前記ゲートラインGLと直交する複数本のソース
ライン(データライン)SLおよびドレインライン(デ
ータライン)DLが形成されている。そして、前記ゲー
トラインGLとソースラインSLおよびドレインライン
DLとの交差部にはそれぞれ逆スタガー型TFTからな
るメモリ素子Mが構成されている。このメモリ素子Mは
、前記ゲートラインGLのメモリ素子領域部分(以下ゲ
ート電極という)Gと、このゲート電極Gの上に基板1
全面にわたって形成されたメモリ絶縁膜2と、このメモ
リ絶縁!!2の上に前記ゲート電極Gに対向させて形成
された1−a−8t(i型アモルファス・シリコン)か
らなるl型半導体層3と、前記ソースラインSLおよび
ドレインラインDLのメモリ素子領域部分(以下ソース
電極およびドレイン電極という)S、Dとからなってお
り、ソース電極Sとドレイン電極りは、前記l型半導体
層3のチャンネル領域をはさむ両側部の上に、n” −
a−Sl (n型不純物をドープしたアモルファス・
シリコン)からなるn型半導体層4を介して形成されて
いる。なお、前記メモリ絶縁膜2は、シリコン原子St
と窒素原子Nとの組成比Si/Nを化学量論比(Sl/
N−0,75)より太きく (Sl/ N −0,8
5〜1.15)にして電荷蓄積機能をもたせた窒化シリ
コン(SIN)からなっている。
第11図は上記TFTメモリアレイの等価回路を示して
おり、このTFTメモリアレイの書込み、消去、読出し
は次のようにして行なわれている。
おり、このTFTメモリアレイの書込み、消去、読出し
は次のようにして行なわれている。
書込み時は、選択するゲートラインGLに書込み消去電
圧vPの1/2に相当する正電圧+1/2V、を印加し
、選択するソースラインSLとドレインラインDLにそ
れぞれ上記書込み消去電圧V、の1/2に相当する負電
圧−1/2VPを印加する。なお、非選択のゲートライ
ンGLおよびソース、ドレインラインSL、DLの電位
は0とする。
圧vPの1/2に相当する正電圧+1/2V、を印加し
、選択するソースラインSLとドレインラインDLにそ
れぞれ上記書込み消去電圧V、の1/2に相当する負電
圧−1/2VPを印加する。なお、非選択のゲートライ
ンGLおよびソース、ドレインラインSL、DLの電位
は0とする。
このような電圧を印加すると、選択されたゲートライン
GLと選択されたソース、ドレインラインSL、DLど
の交差部にある選択メモリ素子Mのゲート電極Gとソー
ス、ドレイン電極S、Dとの間に書込み消去電圧vPに
相当する電位差が生じてこの選択メモリ素子Mが書込み
状態になる。
GLと選択されたソース、ドレインラインSL、DLど
の交差部にある選択メモリ素子Mのゲート電極Gとソー
ス、ドレイン電極S、Dとの間に書込み消去電圧vPに
相当する電位差が生じてこの選択メモリ素子Mが書込み
状態になる。
また、消去時は、選択するゲートラインGLに一1/2
Vpを印加し、選択するソースラインSLとドレインラ
インDLにそれぞれ+l/2V 、を印加する。この場
合も、非選択のゲートラインGLおよびソース、ドレ、
インラインSL、DLの電位はOとする。このような電
圧を印加すると、選択されたゲートラインGと選択され
たソース、ドレインラインSL、DLとの交差部にある
選択メモリ素子Mのゲート電極Gとソース、ドレイン電
極S。
Vpを印加し、選択するソースラインSLとドレインラ
インDLにそれぞれ+l/2V 、を印加する。この場
合も、非選択のゲートラインGLおよびソース、ドレ、
インラインSL、DLの電位はOとする。このような電
圧を印加すると、選択されたゲートラインGと選択され
たソース、ドレインラインSL、DLとの交差部にある
選択メモリ素子Mのゲート電極Gとソース、ドレイン電
極S。
Dとの間に書込み消去電圧V、に相当する逆電位の電位
差が生じて選択メモリ素子Mに保持されているデータが
消去される。
差が生じて選択メモリ素子Mに保持されているデータが
消去される。
一方、読出し時は、選択するゲートラインGLに上記書
込み消去電圧vPより十分小さなオン電圧VOSを印加
するとともに、選択するソース、ドレインラインSL、
DLのうちドレインラインDLに読出し電圧(書込み消
去電圧VPより十分小さな電圧)Voを印加し、ソース
ラインSLの電位は0とする。なお、非選択のゲートラ
インGLにはオフ電圧VOPFを印加し、非選択のソー
ス、ドレインラインSL、DLの電位は0とする。
込み消去電圧vPより十分小さなオン電圧VOSを印加
するとともに、選択するソース、ドレインラインSL、
DLのうちドレインラインDLに読出し電圧(書込み消
去電圧VPより十分小さな電圧)Voを印加し、ソース
ラインSLの電位は0とする。なお、非選択のゲートラ
インGLにはオフ電圧VOPFを印加し、非選択のソー
ス、ドレインラインSL、DLの電位は0とする。
このような電圧を印加すると、選択されたゲートライン
GLと選択されたソース、ドレインラインSL、DLと
の交差部にある選択メモリ素子Mに保持されているデー
タに応じて選択ドレインラインDLから選択ソースライ
ンSLに電流が流れ、これが読出しデータとして出力さ
れる。
GLと選択されたソース、ドレインラインSL、DLと
の交差部にある選択メモリ素子Mに保持されているデー
タに応じて選択ドレインラインDLから選択ソースライ
ンSLに電流が流れ、これが読出しデータとして出力さ
れる。
しかしながら、上記従来のTFTメモリアレイは、その
各メモリ素子Mを逆スタガー型TFTで構成したもので
あるため、各メモリ素子Mの縦横の平面寸法が、ゲート
ラインGLのゲート電極6部分の幅と、ソース、ドレイ
ンラインSL、DLのソース、ドレイン電極S、D部分
の幅およびその間隔(ソース、ドレイン電極S、D間の
チャンネル長)に相当する寸法となり、したがって1つ
のメモリ素子Mが占める平面積が大きくて、高集積化が
難しいという問題をもっていた。
各メモリ素子Mを逆スタガー型TFTで構成したもので
あるため、各メモリ素子Mの縦横の平面寸法が、ゲート
ラインGLのゲート電極6部分の幅と、ソース、ドレイ
ンラインSL、DLのソース、ドレイン電極S、D部分
の幅およびその間隔(ソース、ドレイン電極S、D間の
チャンネル長)に相当する寸法となり、したがって1つ
のメモリ素子Mが占める平面積が大きくて、高集積化が
難しいという問題をもっていた。
本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、1つのメモリ素子が
占める平面積を大幅に小さくするとともに、同一箇所に
複数のメモリ素子を形成して高集積化をはかったTFT
メモリアレイを提供することにある。
あって、その目的とするところは、1つのメモリ素子が
占める平面積を大幅に小さくするとともに、同一箇所に
複数のメモリ素子を形成して高集積化をはかったTFT
メモリアレイを提供することにある。
本発明のTFTメモリアレイは、絶縁基板上に、ソース
ラインとドレインラインとをこの両ラインに沿うパター
ンの半導体層をはさんで上下に積層した積層膜を複数層
各積層膜間に層間絶縁膜を介在させて積層し、前記絶縁
基板上に、前記ソースラインおよびドレインラインと平
面的に交差しかつ前記各積層膜の両側面に沿って立上が
る立上がり部において前記ソースラインおよびドレイン
ラインと半導体層の側面に対向するゲートラインを設け
るとともに、このゲートラインと前記各積層膜の側面と
の間にメモリ絶縁膜を介在させたことを特徴とするもの
である。
ラインとドレインラインとをこの両ラインに沿うパター
ンの半導体層をはさんで上下に積層した積層膜を複数層
各積層膜間に層間絶縁膜を介在させて積層し、前記絶縁
基板上に、前記ソースラインおよびドレインラインと平
面的に交差しかつ前記各積層膜の両側面に沿って立上が
る立上がり部において前記ソースラインおよびドレイン
ラインと半導体層の側面に対向するゲートラインを設け
るとともに、このゲートラインと前記各積層膜の側面と
の間にメモリ絶縁膜を介在させたことを特徴とするもの
である。
すなわち、本発明のTFTメモリアレイは、ソースライ
ンとドレインラインとを半導体層をはさんで上下に積層
した□積層膜を層間絶縁膜を介して複数層積層すること
により、この各積層膜のソースラインおよびドレインラ
インとこれらと交差するゲートラインとの交差部に複数
層にメモリ素子を構成したものであり、上記メモリ素子
は、前記各積層膜のソース、ドレインラインのソース、
ドレイン電極部分およびその間の半導体層の側面に、メ
モリ絶縁膜を介してゲートラインのゲート電極部分(立
上がり部分)を対向させて構成されている。そして、本
発明のTFTメモリアレイにおいては、上記のようにソ
ースラインとドレインラインとを半導体層をはさんで上
下に積層することにより、ソースラインとドレインライ
ンとを1本のライン分の平面積内に設けているから、メ
モリ素子の縦横の平面寸法は、ゲートラインのゲート電
極部分の幅と、ソース、ドレインラインのうちの一方の
ラインの電極部分(ソース電極部分またはドレイン電極
部分)の幅に相当する寸法となり、したがって1つのメ
モリ素子が占める平面積を大幅に小さくすることができ
るし、また、ソースラインとドレインラインとを半導体
層をはさんで積層した上記積層膜を層間絶縁膜を介して
複数層に積層しているために、同一箇所に上記積層膜の
積層数と同数の複数のメモリ素子を形成することができ
るから、従来のTFTメモリアレイに比べて大幅な高集
積化をはかることができる。
ンとドレインラインとを半導体層をはさんで上下に積層
した□積層膜を層間絶縁膜を介して複数層積層すること
により、この各積層膜のソースラインおよびドレインラ
インとこれらと交差するゲートラインとの交差部に複数
層にメモリ素子を構成したものであり、上記メモリ素子
は、前記各積層膜のソース、ドレインラインのソース、
ドレイン電極部分およびその間の半導体層の側面に、メ
モリ絶縁膜を介してゲートラインのゲート電極部分(立
上がり部分)を対向させて構成されている。そして、本
発明のTFTメモリアレイにおいては、上記のようにソ
ースラインとドレインラインとを半導体層をはさんで上
下に積層することにより、ソースラインとドレインライ
ンとを1本のライン分の平面積内に設けているから、メ
モリ素子の縦横の平面寸法は、ゲートラインのゲート電
極部分の幅と、ソース、ドレインラインのうちの一方の
ラインの電極部分(ソース電極部分またはドレイン電極
部分)の幅に相当する寸法となり、したがって1つのメ
モリ素子が占める平面積を大幅に小さくすることができ
るし、また、ソースラインとドレインラインとを半導体
層をはさんで積層した上記積層膜を層間絶縁膜を介して
複数層に積層しているために、同一箇所に上記積層膜の
積層数と同数の複数のメモリ素子を形成することができ
るから、従来のTFTメモリアレイに比べて大幅な高集
積化をはかることができる。
以下、本発明の一実施例を第1図〜第8図を参照して説
明する。
明する。
第1図および第2図は本実施例のTFTメモリアレイの
1つのメモリ素子部分の断面図、第3図はメモリ素子間
部分の断面図、第4図はTFTメモリアレイの平面図で
ある。
1つのメモリ素子部分の断面図、第3図はメモリ素子間
部分の断面図、第4図はTFTメモリアレイの平面図で
ある。
第1図〜第4図において、図中11はガラス等からなる
絶縁基板であり、この基板11上には、ソースライン(
データライン)SLとドレインライン(データライン)
DLとをこの両ラインSL。
絶縁基板であり、この基板11上には、ソースライン(
データライン)SLとドレインライン(データライン)
DLとをこの両ラインSL。
DLに沿うパターンの半導体層(i−a−81からなる
i型半導体層)13をはさんで上下に積層した積層膜A
I、A2.A3を3層に積層した積層膜重合層が複数ラ
イン9互いに平行に形成されている。この積層膜重合層
の各積層膜AI、A2゜A3はそれぞれ、下層にドレイ
ンラインDLを形成し、その上に半導体層13とソース
ラインSLを順次積層した構成となっており、下層の積
層膜A1は、上記基板11上にソース、ドレインライン
SL、DLに沿うパターンに形成した下地絶縁膜12a
の上に形成され、中間層の積層膜A2と上層の積層膜A
3は、それぞれその下の積層膜AI、A2の上に形成し
た層間絶縁膜12bの上に形成されている。また上記各
積層膜Al、A2゜A3のドレインラインDLと半導体
層13およびソースラインSLと上記下地絶縁膜12a
および層間絶縁膜12bは、全て同一のパターンに形成
されている。なお、上記下地絶縁膜12aと層間絶縁膜
12bはいずれも電荷蓄積機能のない絶縁膜、例えばシ
リコン原子Stと窒素原子Nとの組成化St/Nを化学
量論比(SI /N−0,75)と同程度にした窒化シ
リコン(SI N)からなっている。
i型半導体層)13をはさんで上下に積層した積層膜A
I、A2.A3を3層に積層した積層膜重合層が複数ラ
イン9互いに平行に形成されている。この積層膜重合層
の各積層膜AI、A2゜A3はそれぞれ、下層にドレイ
ンラインDLを形成し、その上に半導体層13とソース
ラインSLを順次積層した構成となっており、下層の積
層膜A1は、上記基板11上にソース、ドレインライン
SL、DLに沿うパターンに形成した下地絶縁膜12a
の上に形成され、中間層の積層膜A2と上層の積層膜A
3は、それぞれその下の積層膜AI、A2の上に形成し
た層間絶縁膜12bの上に形成されている。また上記各
積層膜Al、A2゜A3のドレインラインDLと半導体
層13およびソースラインSLと上記下地絶縁膜12a
および層間絶縁膜12bは、全て同一のパターンに形成
されている。なお、上記下地絶縁膜12aと層間絶縁膜
12bはいずれも電荷蓄積機能のない絶縁膜、例えばシ
リコン原子Stと窒素原子Nとの組成化St/Nを化学
量論比(SI /N−0,75)と同程度にした窒化シ
リコン(SI N)からなっている。
一方、GLは前記基板11上および上記各積層膜AI、
A2.A3を積層した積層膜重合層の上に、各積層膜A
I、A2.A3のソースラインSLおよびドレインライ
ンDLと平面的に交差させて設けられた複数本のゲート
ラインであり、このゲートラインGLは、上記積層膜重
合層の両側面、つまり各積層111A1.A2.A3の
両側面に沿って立上がり、この立上がり部において各積
層膜AI、A2.A3のソースラインSLおよびドレイ
ンラインDLと半導体層13の側面に対向している。ま
た、14は上記ゲートラインGLと各積層膜AI、A2
.A3の側面との間に介在されたメモリ絶縁膜であり、
このメモリ絶縁膜14はゲートラインGLと同一のパタ
ーンに形成されている。なお、このメモリ絶縁膜14は
、シリコン原子SIと窒素原子Nとの組成比Sl/Nを
化学量論比より太きく (Sl /N−0,85〜1.
15)にして電荷蓄積機能をもたせた窒化シリコンから
なっている。
A2.A3を積層した積層膜重合層の上に、各積層膜A
I、A2.A3のソースラインSLおよびドレインライ
ンDLと平面的に交差させて設けられた複数本のゲート
ラインであり、このゲートラインGLは、上記積層膜重
合層の両側面、つまり各積層111A1.A2.A3の
両側面に沿って立上がり、この立上がり部において各積
層膜AI、A2.A3のソースラインSLおよびドレイ
ンラインDLと半導体層13の側面に対向している。ま
た、14は上記ゲートラインGLと各積層膜AI、A2
.A3の側面との間に介在されたメモリ絶縁膜であり、
このメモリ絶縁膜14はゲートラインGLと同一のパタ
ーンに形成されている。なお、このメモリ絶縁膜14は
、シリコン原子SIと窒素原子Nとの組成比Sl/Nを
化学量論比より太きく (Sl /N−0,85〜1.
15)にして電荷蓄積機能をもたせた窒化シリコンから
なっている。
そして、前記ゲートラインGLと各積層膜Al。
A2.A3のソースラインSLおよびドレインラインD
Lとの交差部はそれぞれメモリ素子Ml。
Lとの交差部はそれぞれメモリ素子Ml。
M2.M3とされており、この各メモリ素子Ml。
M2.M3は、ソース、ドレインラインSL。
DLのソース、ドレイン電極S、D部分(ゲートライン
GLと交差する部分)およびその間の半導体層13の側
面に、メモリ絶縁膜14を介してゲートラインGLのゲ
ート電極6部分(各積層膜A1.A2.A3の両側面に
沿う立上がり部分)を対向させた構成となっている。な
お、上記下地絶縁膜12aは、上記ゲート電極Gを下層
の積層膜A1の下側のドレイン電極りの側面にの確実に
対向させるために設けられたもので、この下地絶縁膜1
2aは、メモリ絶縁膜14の膜厚より厚く形成されてい
る。
GLと交差する部分)およびその間の半導体層13の側
面に、メモリ絶縁膜14を介してゲートラインGLのゲ
ート電極6部分(各積層膜A1.A2.A3の両側面に
沿う立上がり部分)を対向させた構成となっている。な
お、上記下地絶縁膜12aは、上記ゲート電極Gを下層
の積層膜A1の下側のドレイン電極りの側面にの確実に
対向させるために設けられたもので、この下地絶縁膜1
2aは、メモリ絶縁膜14の膜厚より厚く形成されてい
る。
また、15は上記メモリ素子Ml、M2.M3を形成し
た基板11上にその全面にわたって形成された酸化タン
タル(TaOx)等からなる保護絶縁膜であり、この保
護絶縁膜15は、ゲートラインGLが通っていない部分
(第3図に示した部分)において各積層膜Al、A2.
A3部分に不安定な電流が流れるの防ぐために設けられ
ている。
た基板11上にその全面にわたって形成された酸化タン
タル(TaOx)等からなる保護絶縁膜であり、この保
護絶縁膜15は、ゲートラインGLが通っていない部分
(第3図に示した部分)において各積層膜Al、A2.
A3部分に不安定な電流が流れるの防ぐために設けられ
ている。
第5図は上記TFTメモリアレイの等価回路を示してお
り、このTFTメモリアレイの書込み、消去、読出しは
次のようにして行なわれる。
り、このTFTメモリアレイの書込み、消去、読出しは
次のようにして行なわれる。
書込み時は、選択するゲートラインGLに書込み消去電
圧V、の1/2に相当する正電圧+1/2V、を印加し
、各積層膜A1.A2.A3)’/−ス、ドレインライ
ンSL、DLのうち、選択する積層膜のソースラインS
LとドレインラインDLにそれぞれ上記書込み消去電圧
vPの1/2に相当する負電圧−1/2V、を印加する
。なお、非選択のゲートラインGLおよび非選択積層膜
のソース。
圧V、の1/2に相当する正電圧+1/2V、を印加し
、各積層膜A1.A2.A3)’/−ス、ドレインライ
ンSL、DLのうち、選択する積層膜のソースラインS
LとドレインラインDLにそれぞれ上記書込み消去電圧
vPの1/2に相当する負電圧−1/2V、を印加する
。なお、非選択のゲートラインGLおよび非選択積層膜
のソース。
ドレインラインSL、DLの電位はOとする。このよう
な電圧を印加すると、選択されたゲートラインGLと選
択されたソース、ドレインラインSL、DLとの交差部
にある選択メモリ素子(Ml、M2.M3のいずれか)
のゲート電極Gとソース、ドレイン電極S、Dとの間に
書込み消去電圧vPに相当する電位差が生じてこの選択
メモリ素子が書込み状態になる。
な電圧を印加すると、選択されたゲートラインGLと選
択されたソース、ドレインラインSL、DLとの交差部
にある選択メモリ素子(Ml、M2.M3のいずれか)
のゲート電極Gとソース、ドレイン電極S、Dとの間に
書込み消去電圧vPに相当する電位差が生じてこの選択
メモリ素子が書込み状態になる。
また、消去時は、選択するゲートラインGLに−t/2
v pを印加し、選択する積層膜のソースラインSLと
ドレインラインDLにそれぞれ+1/2VPを印加する
。この場合も、非選択のゲートラインGLおよび非選択
積層膜のソース、ドレインラインSL、DLの電位はO
とする。このような電圧を印加すると、選択されたゲー
トラインGと選択されたソース、ドレインラインSL、
DLとの交差部にある選択メモリ素子のゲート電極Gと
ソース、ドレイン電極S、Dとの間に書込み消去電圧V
Pに相当する逆電位の電位差が生じて選択メモリ素子に
保持されているデータが消去される。
v pを印加し、選択する積層膜のソースラインSLと
ドレインラインDLにそれぞれ+1/2VPを印加する
。この場合も、非選択のゲートラインGLおよび非選択
積層膜のソース、ドレインラインSL、DLの電位はO
とする。このような電圧を印加すると、選択されたゲー
トラインGと選択されたソース、ドレインラインSL、
DLとの交差部にある選択メモリ素子のゲート電極Gと
ソース、ドレイン電極S、Dとの間に書込み消去電圧V
Pに相当する逆電位の電位差が生じて選択メモリ素子に
保持されているデータが消去される。
一方、読出し時は、選択するゲートラインGLに上記書
込み消去電圧V、より十分小さなオン電圧V。Nを印加
するとともに、選択する積層膜のソース、ドレインライ
ンSL、DLのうちドレインラインDLに読出し電圧(
書込み消去電圧V、より十分小さな電圧)Voを印加し
、ソースラインSLの電位は0とする。なお、非選択の
ゲートラインGLにはオフ電圧V。ppを印加し、非選
択積層膜ののソース、ドレインラインSL、DLの電位
は0とする。このような電圧を印加すると、選択された
ゲートラインGLと選択されたソース。
込み消去電圧V、より十分小さなオン電圧V。Nを印加
するとともに、選択する積層膜のソース、ドレインライ
ンSL、DLのうちドレインラインDLに読出し電圧(
書込み消去電圧V、より十分小さな電圧)Voを印加し
、ソースラインSLの電位は0とする。なお、非選択の
ゲートラインGLにはオフ電圧V。ppを印加し、非選
択積層膜ののソース、ドレインラインSL、DLの電位
は0とする。このような電圧を印加すると、選択された
ゲートラインGLと選択されたソース。
ドレインラインSL、DLとの交差部にある選択メモリ
素子に保持されているデータに応じて選択ドレインライ
ンDLから選択ソースラインSLに電流が流れ、これが
読出しデータとして出力される。
素子に保持されているデータに応じて選択ドレインライ
ンDLから選択ソースラインSLに電流が流れ、これが
読出しデータとして出力される。
第6図〜第8図は上記TFTメモリアレイの製造方法を
示したもので、このTFTメモリアレイは次のような工
程で製造することができる。
示したもので、このTFTメモリアレイは次のような工
程で製造することができる。
まず、第6図(a)に示すように、基板11上に、下地
絶縁膜12a1 ドレインラインDLとなるクロム等の
金属膜16、半導体層13、ソースラインSLとなるク
ロム等の金属膜17を順次堆積させて下層積層膜A1を
形成し、続けてその上に、層間絶縁膜12b1 ドレイ
ンラインDLとなるクロム等の金属膜16、半導体層1
3、ソースラインSLとなるクロム等の金属膜17を繰
返して堆積させて中間層積層膜A2および上層積層膜A
3を形成する。
絶縁膜12a1 ドレインラインDLとなるクロム等の
金属膜16、半導体層13、ソースラインSLとなるク
ロム等の金属膜17を順次堆積させて下層積層膜A1を
形成し、続けてその上に、層間絶縁膜12b1 ドレイ
ンラインDLとなるクロム等の金属膜16、半導体層1
3、ソースラインSLとなるクロム等の金属膜17を繰
返して堆積させて中間層積層膜A2および上層積層膜A
3を形成する。
次に、上記各積層膜Al、A2.A3の金属膜17、半
導体層13、金属膜16と、層間絶縁膜12bおよび下
地絶縁膜12を第6図(b)および第7図に示すように
ソース、ドレインラインSL、DLの形状にバターニン
グする。
導体層13、金属膜16と、層間絶縁膜12bおよび下
地絶縁膜12を第6図(b)および第7図に示すように
ソース、ドレインラインSL、DLの形状にバターニン
グする。
次に、その上に基板11全面にわたってメモリ絶縁膜1
4とゲートラインGLとなるクロム等の金属膜を順次堆
積させ、この金属膜とメモリ絶縁膜14とを第6図(c
)および第8図に示すようにゲートラインGLの形状に
パターニングする。
4とゲートラインGLとなるクロム等の金属膜を順次堆
積させ、この金属膜とメモリ絶縁膜14とを第6図(c
)および第8図に示すようにゲートラインGLの形状に
パターニングする。
この後は、その上に基板11全面にわたって第6図(d
)に示すように保護絶縁膜15を形成し、第1図〜第4
図に示したTFTメモリアレイを完成する。
)に示すように保護絶縁膜15を形成し、第1図〜第4
図に示したTFTメモリアレイを完成する。
すなわち、上記実施例のTFTメモリアレイは、ソース
ラインSLとドレインラインDLとを半導体層13をは
さんで上下に積層した積層膜Al。
ラインSLとドレインラインDLとを半導体層13をは
さんで上下に積層した積層膜Al。
A2.A3を層間絶縁膜12bを介して複数層(実施例
では3層)に積層することにより、この各積層膜AI、
A2.A3のソースラインSLおよびドレインラインD
Lとこれらと交差するゲートラインGLとの交差部に複
数層(3層)にメモリ素子Ml、M2.M3を構成した
ものであり、このTFTメモリアレイにおいては、上記
のようにソースラインSLとドレインラインDLとを半
導体層13をはさんで上下に積層することにより、ソー
スラインSLとドレインラインDLとを1本のライン分
の平面積内に設けているから、メモリ素子Ml、M2.
M3の縦横の平面寸法は、ゲートラインGLのゲート電
極6部分の幅と、ソース。
では3層)に積層することにより、この各積層膜AI、
A2.A3のソースラインSLおよびドレインラインD
Lとこれらと交差するゲートラインGLとの交差部に複
数層(3層)にメモリ素子Ml、M2.M3を構成した
ものであり、このTFTメモリアレイにおいては、上記
のようにソースラインSLとドレインラインDLとを半
導体層13をはさんで上下に積層することにより、ソー
スラインSLとドレインラインDLとを1本のライン分
の平面積内に設けているから、メモリ素子Ml、M2.
M3の縦横の平面寸法は、ゲートラインGLのゲート電
極6部分の幅と、ソース。
ドレインラインSL、DLのうちの一方のラインの電極
部分(ソース電極S部分またはドレイン電極り部分)の
幅に相当する寸法となり、したがって1つのメモリ素子
が占める平面積を大幅に小さくすることができるし、ま
た、ソースラインSLとドレインラインDLとを半導体
層13をはさんで積層した上記積層膜AI、A2.A3
を層間絶縁膜12bを介して複数層に積層しているため
に、同一箇所に上記積層膜AI、A2.A3の積層数と
同数の複数のメモリ素子Ml、M2.M3を形成するこ
とができるから、従来のTFTメモリアレイに比べて大
幅な高集積化をはかることができる。
部分(ソース電極S部分またはドレイン電極り部分)の
幅に相当する寸法となり、したがって1つのメモリ素子
が占める平面積を大幅に小さくすることができるし、ま
た、ソースラインSLとドレインラインDLとを半導体
層13をはさんで積層した上記積層膜AI、A2.A3
を層間絶縁膜12bを介して複数層に積層しているため
に、同一箇所に上記積層膜AI、A2.A3の積層数と
同数の複数のメモリ素子Ml、M2.M3を形成するこ
とができるから、従来のTFTメモリアレイに比べて大
幅な高集積化をはかることができる。
しかも、上記実施例では、上記各積層膜Al。
A2.A3のソースラインSLとドレインラインDLお
よび半導体層13と、積層膜Al、A2゜A3間の層間
絶縁膜12bおよび下層積層膜A1のドレインラインD
Lの下の下地絶縁膜12aを全て同じパターンにしてい
るために、TFTメモリアレイの製造に際して各積層膜
Al、A2゜A3のソース、ドレインラインSL、DL
と半導体層13および層間絶縁膜12bと下地絶縁膜1
2を一括してバターニングすることができ、またゲート
ラインGLとその下のメモリ絶縁膜14も同一のパター
ンとしているために、このゲートラインGLとメモリ絶
縁膜14も一括してパターニングすることができるから
、このTFTメモリアレイの製造は容易である。
よび半導体層13と、積層膜Al、A2゜A3間の層間
絶縁膜12bおよび下層積層膜A1のドレインラインD
Lの下の下地絶縁膜12aを全て同じパターンにしてい
るために、TFTメモリアレイの製造に際して各積層膜
Al、A2゜A3のソース、ドレインラインSL、DL
と半導体層13および層間絶縁膜12bと下地絶縁膜1
2を一括してバターニングすることができ、またゲート
ラインGLとその下のメモリ絶縁膜14も同一のパター
ンとしているために、このゲートラインGLとメモリ絶
縁膜14も一括してパターニングすることができるから
、このTFTメモリアレイの製造は容易である。
なお、上記実施例では、各積層膜AI、A2゜A3のド
レインラインDLを下側に、ドレインラインDLを上側
に形成しているが、これと逆に、ソースラインSLを下
側に、ドレインラインDLを上側に形成してもよいし、
また、下層積層膜A1のソース、ドレインラインSL、
DLのうち下側のラインの膜厚をメモリ絶縁膜14の膜
厚より十分大きくすれば、上記実施例における下地絶縁
膜12aをなくしても、ゲートラインGLの立上り部分
(ゲート電極6部分)を下層積層膜A1の下側のライン
の側面に対向させることができる。
レインラインDLを下側に、ドレインラインDLを上側
に形成しているが、これと逆に、ソースラインSLを下
側に、ドレインラインDLを上側に形成してもよいし、
また、下層積層膜A1のソース、ドレインラインSL、
DLのうち下側のラインの膜厚をメモリ絶縁膜14の膜
厚より十分大きくすれば、上記実施例における下地絶縁
膜12aをなくしても、ゲートラインGLの立上り部分
(ゲート電極6部分)を下層積層膜A1の下側のライン
の側面に対向させることができる。
さらに、上記実施例では、各積層膜AI、A2゜A3の
ゲートラインGLをそのゲート電8iiG部分と同じ幅
とし、ソースラインSLおよびドレインラインDLをそ
のソース、ドレイン電極S、D部分と同じ幅にしている
が、このゲートラインGLおよびソース、ドレインライ
ンSL、DLのライン部分の幅は電極G、S、D部分の
幅と異なる幅としてもよい。
ゲートラインGLをそのゲート電8iiG部分と同じ幅
とし、ソースラインSLおよびドレインラインDLをそ
のソース、ドレイン電極S、D部分と同じ幅にしている
が、このゲートラインGLおよびソース、ドレインライ
ンSL、DLのライン部分の幅は電極G、S、D部分の
幅と異なる幅としてもよい。
また、上記実施例では、容積f@@A1.A2゜A3の
ソースラインSLとドレインラインDLおよび半導体層
13を全て同じパターンにしているが、これらは必ずし
も同一パターンでなくてもよく、要は、各積層膜Al、
A2.A3のソース。
ソースラインSLとドレインラインDLおよび半導体層
13を全て同じパターンにしているが、これらは必ずし
も同一パターンでなくてもよく、要は、各積層膜Al、
A2.A3のソース。
ドレインラインSL、DLのソース、ドレイン電極S、
D部分および半導体層13の側面が、これらの側面にゲ
ートラインGLのゲート電極6部分をメモリ絶縁膜14
を介して対向させられる形状となっていればよいし、ま
た上記メモリ絶縁膜14も、必ずしもゲートラインGL
と同一パターンでなくてもよい。
D部分および半導体層13の側面が、これらの側面にゲ
ートラインGLのゲート電極6部分をメモリ絶縁膜14
を介して対向させられる形状となっていればよいし、ま
た上記メモリ絶縁膜14も、必ずしもゲートラインGL
と同一パターンでなくてもよい。
さらに、上記実施例では、ソースラインSLとドレイン
ラインDLとを半導体層13をはさんで上下に積層した
積層膜A1.A2.A3を3層に積層しているが、この
積層膜の積層数は任意でよく、この積層膜の積層数を多
くすれば、同一箇所にさらに多数のメモリ素子を形成し
て集積度をさらに高くすることができる。
ラインDLとを半導体層13をはさんで上下に積層した
積層膜A1.A2.A3を3層に積層しているが、この
積層膜の積層数は任意でよく、この積層膜の積層数を多
くすれば、同一箇所にさらに多数のメモリ素子を形成し
て集積度をさらに高くすることができる。
本発明のTFTメモリアレイは、絶縁基板上に、ソース
ラインとドレインラインとをこの両ラインに沿うパター
ンの半導体層をはさんで上下に積層した積層膜を複数層
各積層膜間に層間絶縁膜を介在させて積層し、前記絶縁
基板上に、前記ソースラインおよびドレインラインと平
面的に交差しかつ前記各積層膜の両側面に沿って立上が
る立上がり部において前記ソースラインおよびドレイン
ラインと半導体層の側面に対向するゲートラインを設け
るとともに、このゲートラインと前記各積層膜の側面と
の間にメモリ絶縁膜を介在させたものであるから、前記
ゲートラインと各積層膜のソースラインおよびドレイン
ラインとの交差部にそれぞれ構成されるメモリ素子の縦
横の平面寸法は、ゲートラインのゲート電極部分の幅と
、ソース。
ラインとドレインラインとをこの両ラインに沿うパター
ンの半導体層をはさんで上下に積層した積層膜を複数層
各積層膜間に層間絶縁膜を介在させて積層し、前記絶縁
基板上に、前記ソースラインおよびドレインラインと平
面的に交差しかつ前記各積層膜の両側面に沿って立上が
る立上がり部において前記ソースラインおよびドレイン
ラインと半導体層の側面に対向するゲートラインを設け
るとともに、このゲートラインと前記各積層膜の側面と
の間にメモリ絶縁膜を介在させたものであるから、前記
ゲートラインと各積層膜のソースラインおよびドレイン
ラインとの交差部にそれぞれ構成されるメモリ素子の縦
横の平面寸法は、ゲートラインのゲート電極部分の幅と
、ソース。
ドレインラインのうちの一方のラインの電極部分(ソー
ス電極部分またはドレイン電極部分)の幅に相当する寸
法となり、したがって1つのメモリ素子が占める平面積
を大幅に小さくして高集積化をはかることができるし、
また、ソースラインとドレインラインとを半導体層をは
さんで積層した上記積層膜を層間絶縁膜を介して複数層
に積層しているために、同一箇所に上記積層膜の積層数
と同数の複数のメモリ素子を形成することができるから
、従来のTFTメモリアレイに比べて大幅な高集積化を
はかることができる。
ス電極部分またはドレイン電極部分)の幅に相当する寸
法となり、したがって1つのメモリ素子が占める平面積
を大幅に小さくして高集積化をはかることができるし、
また、ソースラインとドレインラインとを半導体層をは
さんで積層した上記積層膜を層間絶縁膜を介して複数層
に積層しているために、同一箇所に上記積層膜の積層数
と同数の複数のメモリ素子を形成することができるから
、従来のTFTメモリアレイに比べて大幅な高集積化を
はかることができる。
第1図〜第8図は本発明の一実施例を示したも7ので、
第1図は第4図の1−1線に沿う拡大断面図、第2図は
第4図のn−n線に沿う拡大断面図、第3図は第4図の
■−■線に沿う拡大断面図、第4図はTFTメモリアレ
イの平面図、第5図はTFTメモリアレイの等価回路図
、第6図はTFTメモリアレイの製造工程図、第7図は
第6図(b)の平面図、第8図は第6図(c)の平面図
である。第9図および第10図は従来のTFTメモリア
レイの平面図およびその1つのメモリ素子部分の拡大断
面図、第11図は従来のTFTメモリアレイの等価回路
図である。 11・・・基板、Al、A2.A3・・・積層膜、DL
・・・ドレインレイン、D・・・ドレイン電極、13・
・・半導体層、SL・・・ソースライン、S・・・ソー
ス電極、12g・・・下地絶縁膜、12b・・・層間絶
縁膜、14・・・メモリ絶縁膜、GL・・・ゲートライ
ン、G・・・ゲート電極、Ml、M2.M3・・・メモ
リ素子、15・・・保護絶縁膜。
第1図は第4図の1−1線に沿う拡大断面図、第2図は
第4図のn−n線に沿う拡大断面図、第3図は第4図の
■−■線に沿う拡大断面図、第4図はTFTメモリアレ
イの平面図、第5図はTFTメモリアレイの等価回路図
、第6図はTFTメモリアレイの製造工程図、第7図は
第6図(b)の平面図、第8図は第6図(c)の平面図
である。第9図および第10図は従来のTFTメモリア
レイの平面図およびその1つのメモリ素子部分の拡大断
面図、第11図は従来のTFTメモリアレイの等価回路
図である。 11・・・基板、Al、A2.A3・・・積層膜、DL
・・・ドレインレイン、D・・・ドレイン電極、13・
・・半導体層、SL・・・ソースライン、S・・・ソー
ス電極、12g・・・下地絶縁膜、12b・・・層間絶
縁膜、14・・・メモリ絶縁膜、GL・・・ゲートライ
ン、G・・・ゲート電極、Ml、M2.M3・・・メモ
リ素子、15・・・保護絶縁膜。
Claims (1)
- 絶縁基板上に、ソースラインとドレインラインとをこの
両ラインに沿うパターンの半導体層をはさんで上下に積
層した積層膜を複数層各積層膜間に層間絶縁膜を介在さ
せて積層し、前記絶縁基板上に、前記ソースラインおよ
びドレインラインと平面的に交差しかつ前記各積層膜の
両側面に沿って立上がる立上がり部において前記ソース
ラインおよびドレインラインと半導体層の側面に対向す
るゲートラインを設けるとともに、このゲートラインと
前記各積層膜の側面との間にメモリ絶縁膜を介在させた
ことを特徴とするTFTメモリアレイ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1220310A JP2893594B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 半導体メモリ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1220310A JP2893594B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 半導体メモリ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0384964A true JPH0384964A (ja) | 1991-04-10 |
JP2893594B2 JP2893594B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=16749140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1220310A Expired - Lifetime JP2893594B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 半導体メモリ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2893594B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002124682A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-04-26 | Takehide Shirato | Mis電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
JP2004507091A (ja) * | 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 | 高集積アレイおよび電荷記憶デバイス、ならびにこれらの製造方法 |
JP2010166047A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Samsung Electronics Co Ltd | 抵抗メモリ装置及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-08-29 JP JP1220310A patent/JP2893594B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004507091A (ja) * | 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 | 高集積アレイおよび電荷記憶デバイス、ならびにこれらの製造方法 |
JP2002124682A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-04-26 | Takehide Shirato | Mis電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
JP2010166047A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Samsung Electronics Co Ltd | 抵抗メモリ装置及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2893594B2 (ja) | 1999-05-24 |
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