JPH07335772A - 表面弾性波を用いた不揮発性記憶装置並びにそれを用いた応用システム - Google Patents
表面弾性波を用いた不揮発性記憶装置並びにそれを用いた応用システムInfo
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- JPH07335772A JPH07335772A JP12728694A JP12728694A JPH07335772A JP H07335772 A JPH07335772 A JP H07335772A JP 12728694 A JP12728694 A JP 12728694A JP 12728694 A JP12728694 A JP 12728694A JP H07335772 A JPH07335772 A JP H07335772A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】強誘電体を用いた不揮発性メモリにおいて、デ
ータ読みだしの際の分極反転による膜疲労を防止し、読
みだし回数の制限の無い不揮発性記憶装置を提供するこ
とである。 【構成】強誘電体薄膜の分極方向によりデータを記憶す
る。データの読みだしの際は、強誘電体薄膜上に形成し
たすだれ状電極により表面弾性波を生成し、強誘電体の
圧電効果を用いて分極方向を読みだす。 【効果】データの読みだしの際に、強誘電体薄膜の分極
反転がないため、膜の疲労がない。従って、読みだし回
数の制限がない。
ータ読みだしの際の分極反転による膜疲労を防止し、読
みだし回数の制限の無い不揮発性記憶装置を提供するこ
とである。 【構成】強誘電体薄膜の分極方向によりデータを記憶す
る。データの読みだしの際は、強誘電体薄膜上に形成し
たすだれ状電極により表面弾性波を生成し、強誘電体の
圧電効果を用いて分極方向を読みだす。 【効果】データの読みだしの際に、強誘電体薄膜の分極
反転がないため、膜の疲労がない。従って、読みだし回
数の制限がない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は不揮発性記憶装置に関す
る。またさらには、これを用いたメモリカード，コンピ
ュータなどの応用システムに関する。
る。またさらには、これを用いたメモリカード，コンピ
ュータなどの応用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータの小型化，高速化を図るた
めには、記憶装置の小型化，高速化を図る必要があり、
コンピュータに用いられる記憶素子の一例としてダイナ
ミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）は最も高集
積化が進んでいる。
めには、記憶装置の小型化，高速化を図る必要があり、
コンピュータに用いられる記憶素子の一例としてダイナ
ミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）は最も高集
積化が進んでいる。
【０００３】しかし、ＤＲＡＭは一定周期ごとにデータ
の再書き込みをしないと、その記憶内容が失われるた
め、長期間のデータの記憶には使用できない。
の再書き込みをしないと、その記憶内容が失われるた
め、長期間のデータの記憶には使用できない。
【０００４】これに対し、電気的に書替え可能で不揮発
性の半導体メモリ（EEPROM；Electrically−Erasable P
rogrammable Read Only Memory）が電子情報通信学会誌
ｖｏｌ.７３，Ｎｏ.４，ｐｐ３８５−３９１に記載され
ている。また、強誘電体が有する残留分極を用いて、電
源を切っても記憶が保持される不揮発性の強誘電体メモ
リに関する技術が、特開平4−199745 号公報，特開平5
−159563 号公報等に記載されている。
性の半導体メモリ（EEPROM；Electrically−Erasable P
rogrammable Read Only Memory）が電子情報通信学会誌
ｖｏｌ.７３，Ｎｏ.４，ｐｐ３８５−３９１に記載され
ている。また、強誘電体が有する残留分極を用いて、電
源を切っても記憶が保持される不揮発性の強誘電体メモ
リに関する技術が、特開平4−199745 号公報，特開平5
−159563 号公報等に記載されている。
【０００５】携帯型コンピュータの記憶装置としてこれ
まで用いられてきたフロッピーディスク，ハードディス
クなどを、これらの半導体不揮発性メモリで置き換える
ことで、システムの小型化高速化が実現できる。
まで用いられてきたフロッピーディスク，ハードディス
クなどを、これらの半導体不揮発性メモリで置き換える
ことで、システムの小型化高速化が実現できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のEEPROMは１０ｎ
ｍ程度の薄い酸化膜中を電子のトンネル現象を利用し
て、フローティングゲートに電子を注入したり、引き抜
いたりすることでトランジスタのしきい値電圧を変化さ
せて、情報を記憶する。しかし、トンネル電流により酸
化膜が劣化するため、書替え回数は１万回程度に制限さ
れるという問題がある。
ｍ程度の薄い酸化膜中を電子のトンネル現象を利用し
て、フローティングゲートに電子を注入したり、引き抜
いたりすることでトランジスタのしきい値電圧を変化さ
せて、情報を記憶する。しかし、トンネル電流により酸
化膜が劣化するため、書替え回数は１万回程度に制限さ
れるという問題がある。
【０００７】また、従来の強誘電体メモリは、１個のト
ランジスタと１個の強誘電体コンデンサにより構成さ
れ、強誘電体の分極方向により情報を記憶する。データ
の読みだしの際には、外部回路から電圧を印加し、強誘
電体コンデンサの分極方向の変化を検出する。しかし、
強誘電体は分極の反転を繰り返すと疲労現象のため、分
極の大きさが減少する。このため、上記強誘電体メモリ
は、読みだし回数が制限されるという問題がある。
ランジスタと１個の強誘電体コンデンサにより構成さ
れ、強誘電体の分極方向により情報を記憶する。データ
の読みだしの際には、外部回路から電圧を印加し、強誘
電体コンデンサの分極方向の変化を検出する。しかし、
強誘電体は分極の反転を繰り返すと疲労現象のため、分
極の大きさが減少する。このため、上記強誘電体メモリ
は、読みだし回数が制限されるという問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、以下の手段を用いる。
め、以下の手段を用いる。
【０００９】まず、データは強誘電体薄膜の分極方向に
よって記憶する。この強誘電体薄膜の分極の方向は、強
誘電体の圧電効果を利用して読み取る。すなわち、強誘
電体薄膜に機械的な歪を加えると、圧電効果により分極
の大きさが変化する。この分極の変化は強誘電体薄膜の
分極方向によって異なるので、これを電気的に検出する
ことで、強誘電体薄膜の分極方向を読みだすことができ
る。
よって記憶する。この強誘電体薄膜の分極の方向は、強
誘電体の圧電効果を利用して読み取る。すなわち、強誘
電体薄膜に機械的な歪を加えると、圧電効果により分極
の大きさが変化する。この分極の変化は強誘電体薄膜の
分極方向によって異なるので、これを電気的に検出する
ことで、強誘電体薄膜の分極方向を読みだすことができ
る。
【００１０】機械的歪は、強誘電体薄膜上に形成したす
だれ状電極に高周波電圧を印加したときに生成する表面
弾性波を用いる。
だれ状電極に高周波電圧を印加したときに生成する表面
弾性波を用いる。
【００１１】圧電効果による分極の大きさの変化は、強
誘電体薄膜上に形成した電極に流れる電流を検出し、こ
れにより強誘電体の分極方向を読み取る。
誘電体薄膜上に形成した電極に流れる電流を検出し、こ
れにより強誘電体の分極方向を読み取る。
【００１２】さらに、微小な分極の大きさの変化を増幅
して読み取る方法として、ゲート絶縁膜に強誘電体薄膜
を用いた電界効果トランジスタを用いる。歪により、強
誘電体ゲート絶縁膜の分極大きさが変化すると、電界効
果トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗値が変化す
る。この抵抗値の変化を読みだし回路で検出する。
して読み取る方法として、ゲート絶縁膜に強誘電体薄膜
を用いた電界効果トランジスタを用いる。歪により、強
誘電体ゲート絶縁膜の分極大きさが変化すると、電界効
果トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗値が変化す
る。この抵抗値の変化を読みだし回路で検出する。
【００１３】前記、強誘電体ゲート電界効果トランジス
タをシリコン基板上にマトリックス状に配置し、同一基
板上に表面弾性波励振用のすだれ状電極を配置すること
で、大容量の不揮発性記憶装置を構成する。
タをシリコン基板上にマトリックス状に配置し、同一基
板上に表面弾性波励振用のすだれ状電極を配置すること
で、大容量の不揮発性記憶装置を構成する。
【００１４】上記、不揮発性記憶装置の応用例として、
前記不揮発性記憶装置をデータの記憶素子として用い、
ダイナミックランダムアクセスメモリやコンピュータシ
ステムなどの応用システムを構成する。
前記不揮発性記憶装置をデータの記憶素子として用い、
ダイナミックランダムアクセスメモリやコンピュータシ
ステムなどの応用システムを構成する。
【００１５】
【作用】まず、本発明で不揮発性の記憶に利用する強誘
電体のヒステリシス特性について簡単に説明する。強誘
電体に印加する電圧Ｖと分極Ｑの間には、図２に示すよ
うにヒステリシスがあり、電界がゼロの時にも有限の値
Ｑｒまたは−Ｑｒを持つ。これを残留分極といい、この
方向は強誘電体に印加する電界によって反転させること
ができる。従って、強誘電体の残留分極の方向により情
報を記録すれば、電源なしでも情報を保持する不揮発性
記憶ができる。
電体のヒステリシス特性について簡単に説明する。強誘
電体に印加する電圧Ｖと分極Ｑの間には、図２に示すよ
うにヒステリシスがあり、電界がゼロの時にも有限の値
Ｑｒまたは−Ｑｒを持つ。これを残留分極といい、この
方向は強誘電体に印加する電界によって反転させること
ができる。従って、強誘電体の残留分極の方向により情
報を記録すれば、電源なしでも情報を保持する不揮発性
記憶ができる。
【００１６】次に、強誘電体の残留分極の方向を読みだ
す方法として、強誘電体に機械的歪を与え、この歪によ
る圧電効果を用いる。
す方法として、強誘電体に機械的歪を与え、この歪によ
る圧電効果を用いる。
【００１７】強誘電体に歪を印加する方法としては、表
面弾性波を用いる。表面弾性波はＧＨｚ程度の高周波で
の振動が可能であること、波のエネルギーが伝搬媒質の
表面付近に集中しており、波の発生，検出，制御を固体
表面で処理できるという特徴がある。図３に示したよう
に強誘電体薄膜上に形成したすだれ状電極に、高周波電
圧を印加することで表面弾性波を容易に発生することが
できる。
面弾性波を用いる。表面弾性波はＧＨｚ程度の高周波で
の振動が可能であること、波のエネルギーが伝搬媒質の
表面付近に集中しており、波の発生，検出，制御を固体
表面で処理できるという特徴がある。図３に示したよう
に強誘電体薄膜上に形成したすだれ状電極に、高周波電
圧を印加することで表面弾性波を容易に発生することが
できる。
【００１８】次に、圧電効果について簡単に説明する。
これは強誘電体に機械的な歪を加えるとこの歪の大きさ
に比例して分極の大きさが変化する現象である。電気変
位をＤ，電気変位の変化をΔＤ，誘電率をε，電界を
Ｅ，圧電定数をｅ，歪をｘ，歪の変化をΔｘとすると、
これらの間には、 ΔＤ＝ε・Ｅ＋ｅ・Δｘ の関係がある。Ｅ＝０のときは、電気変位は分極Ｐと等
しくなるので、 ΔＰ＝ｅ・Δｘ となる。厳密には、分極と歪はベクトル，圧電定数はテ
ンソルとなるが、簡単のため膜厚方向の歪と、分極のみ
を考える。図４（ａ）に示すように、上向きの分極Ｐｒ
を持つ強誘電体に圧縮歪−Δｘを加えた場合、分極は歪
のない時のＰｒからＰｒ−ｅ・Δｘに減少する。このた
め、強誘電体の両面に形成した電極には図の矢印の方向
に変位電流Ｉが流れる。逆に、図４（ｂ）に示すように
引っ張り歪Δｘを加えると、−Ｉの電流が流れる。一
方、分極方向が下向きの−Ｐｒの場合は、図４（ｃ），
（ｄ）に示すように、圧縮歪のとき−Ｉ，引っ張り歪の
ときＩの電流が流れることになる。このように、残留分
極の方向により歪を加えたときの変位電流の方向が異な
るので、この電流を検出することにより残留分極の方向
を読み取ることができる。なお、機械的な歪による圧電
効果を用いた読み取りの際には、強誘電体の残留分極の
方向は変化しないので、分極反転による疲労は生じな
い。
これは強誘電体に機械的な歪を加えるとこの歪の大きさ
に比例して分極の大きさが変化する現象である。電気変
位をＤ，電気変位の変化をΔＤ，誘電率をε，電界を
Ｅ，圧電定数をｅ，歪をｘ，歪の変化をΔｘとすると、
これらの間には、 ΔＤ＝ε・Ｅ＋ｅ・Δｘ の関係がある。Ｅ＝０のときは、電気変位は分極Ｐと等
しくなるので、 ΔＰ＝ｅ・Δｘ となる。厳密には、分極と歪はベクトル，圧電定数はテ
ンソルとなるが、簡単のため膜厚方向の歪と、分極のみ
を考える。図４（ａ）に示すように、上向きの分極Ｐｒ
を持つ強誘電体に圧縮歪−Δｘを加えた場合、分極は歪
のない時のＰｒからＰｒ−ｅ・Δｘに減少する。このた
め、強誘電体の両面に形成した電極には図の矢印の方向
に変位電流Ｉが流れる。逆に、図４（ｂ）に示すように
引っ張り歪Δｘを加えると、−Ｉの電流が流れる。一
方、分極方向が下向きの−Ｐｒの場合は、図４（ｃ），
（ｄ）に示すように、圧縮歪のとき−Ｉ，引っ張り歪の
ときＩの電流が流れることになる。このように、残留分
極の方向により歪を加えたときの変位電流の方向が異な
るので、この電流を検出することにより残留分極の方向
を読み取ることができる。なお、機械的な歪による圧電
効果を用いた読み取りの際には、強誘電体の残留分極の
方向は変化しないので、分極反転による疲労は生じな
い。
【００１９】さらに、電界効果トランジスタを利用する
ことで、圧電効果による分極の微小な変化を増幅し、検
出感度を高めることができる。これは、電界効果トラン
ジスタのゲート絶縁膜として、強誘電体薄膜を用いるも
のである。強誘電体の分極の大きさが変化すると、通常
の電界効果トランジスタのゲート電圧を変化させること
に対応して、ソース電極とドレイン電極間の抵抗が変化
する。このソース電極とドレイン電極間の抵抗の変化を
検出することで、情報を読みだすことができる。
ことで、圧電効果による分極の微小な変化を増幅し、検
出感度を高めることができる。これは、電界効果トラン
ジスタのゲート絶縁膜として、強誘電体薄膜を用いるも
のである。強誘電体の分極の大きさが変化すると、通常
の電界効果トランジスタのゲート電圧を変化させること
に対応して、ソース電極とドレイン電極間の抵抗が変化
する。このソース電極とドレイン電極間の抵抗の変化を
検出することで、情報を読みだすことができる。
【００２０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明にかかる実施例
を説明する。
を説明する。
【００２１】（実施例１）図１に、本発明にかかる不揮
発性記憶装置の断面図を示す。
発性記憶装置の断面図を示す。
【００２２】まず、単結晶シリコン基板１にｐ型シリコ
ン（Ｓｉ）を用い、該基板上に強誘電体薄膜２を設け
る。
ン（Ｓｉ）を用い、該基板上に強誘電体薄膜２を設け
る。
【００２３】強誘電体薄膜２は、例えば、化学的気相成
長（ＣＶＤ）法により形成したＰｂ(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ3 薄
膜を用いれば良い。
長（ＣＶＤ）法により形成したＰｂ(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ3 薄
膜を用いれば良い。
【００２４】強誘電体薄膜２の上には、入出力電極３及
び、表面弾性波励振用のすだれ状電極４を備える。入出
力電極３及び、すだれ状電極４は、スパッタリング法に
よりアルミニウム（Ａｌ）薄膜を形成後、通常のフォト
リソグラフィまたは電子ビームを用いた直接露光法を用
いて適当なパターンに形成する。
び、表面弾性波励振用のすだれ状電極４を備える。入出
力電極３及び、すだれ状電極４は、スパッタリング法に
よりアルミニウム（Ａｌ）薄膜を形成後、通常のフォト
リソグラフィまたは電子ビームを用いた直接露光法を用
いて適当なパターンに形成する。
【００２５】本実施例における不揮発性記憶装置の動作
について、以下説明する。
について、以下説明する。
【００２６】まず、情報の書き込みは、基板１と入出力
電極３との間に電圧を印加し強誘電体薄膜２を分極させ
る。印加する電圧の極性により、上向き、または下向き
の分極が生じるので、この分極の方向により“１”，
“０”の情報を記録する。
電極３との間に電圧を印加し強誘電体薄膜２を分極させ
る。印加する電圧の極性により、上向き、または下向き
の分極が生じるので、この分極の方向により“１”，
“０”の情報を記録する。
【００２７】次に、読みだしの際は、すだれ状電極に周
波数ｆ0 の高周波電圧を印加し表面弾性波を励振する。
ここで周波数ｆ0 は、すだれ状電極の幅ｌm，電極空隙
ｌg，表面弾性波の速度をｖ0とすると ｆ0＝ｖ0／［２×（ｌm＋ｌg）］ のとき、最も強く表面弾性波が励振される。この表面弾
性波は強誘電体薄膜面に沿って伝播する。圧電効果によ
り、強誘電体薄膜の分極が変化するので、この変化を入
出力電極３を流れる電流により検出する。図１に示すよ
うに、信号側と参照側に１組ずつのすだれ状電極と入出
力電極を設けてある。ここで、参照側の強誘電体薄膜は
すべて同一方向、例えば“１”方向に、分極させてお
く。出力信号として信号側電極と参照側電極に流れる電
流の差をとると、図４に示すように信号側電極と参照側
電極の強誘電体薄膜が同方向の場合は、出力はゼロとな
るが、逆方向の場合は大きな出力信号が得られるので、
信号側の強誘電体薄膜に記録されていた、分極方向を読
みだすことができる。
波数ｆ0 の高周波電圧を印加し表面弾性波を励振する。
ここで周波数ｆ0 は、すだれ状電極の幅ｌm，電極空隙
ｌg，表面弾性波の速度をｖ0とすると ｆ0＝ｖ0／［２×（ｌm＋ｌg）］ のとき、最も強く表面弾性波が励振される。この表面弾
性波は強誘電体薄膜面に沿って伝播する。圧電効果によ
り、強誘電体薄膜の分極が変化するので、この変化を入
出力電極３を流れる電流により検出する。図１に示すよ
うに、信号側と参照側に１組ずつのすだれ状電極と入出
力電極を設けてある。ここで、参照側の強誘電体薄膜は
すべて同一方向、例えば“１”方向に、分極させてお
く。出力信号として信号側電極と参照側電極に流れる電
流の差をとると、図４に示すように信号側電極と参照側
電極の強誘電体薄膜が同方向の場合は、出力はゼロとな
るが、逆方向の場合は大きな出力信号が得られるので、
信号側の強誘電体薄膜に記録されていた、分極方向を読
みだすことができる。
【００２８】強誘電体材料としては、ＢａＴｉＯ3，Ｐ
ｂＴｉＯ3，Ｐｂ(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ3，(Ｐｂ，Ｌａ)(Ｚ
ｒ，Ｔｉ)Ｏ3 ，(Ｂａ，Ｓｒ)ＴｉＯ3，(Ｓｒ，Ｐｂ)Ｔ
ｉＯ3，(Ｓｒ，Ｂａ)ＮｂＯ3，Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12，ＫＮｂ
Ｏ3，ＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴaＯ3等を用いることができ
る。このうち、強誘電体相から常誘電体相への相転移が
起こるキュリー温度が室温に近いＢａＴｉＯ3，Ｐｂ(Ｚ
ｒ，Ｔｉ)Ｏ3，(Ｐb，Ｌa)(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ3，(Ｂａ，Ｓ
ｒ)ＴｉＯ3，(Ｓｒ，Ｐｂ)ＴｉＯ3，(Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ
Ｏ3，Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12，ＫＮｂＯ3などの材料は、比較的
低い電界により分極反転させることができるのでランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）として用いるのに好適であ
る。一方、キュリー温度が高いＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａ
Ｏ3などの材料は電界による分極反転がしにくいのでリ
ードオンリーメモリ(ＲＯＭ)として用いるのが良い。
ｂＴｉＯ3，Ｐｂ(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ3，(Ｐｂ，Ｌａ)(Ｚ
ｒ，Ｔｉ)Ｏ3 ，(Ｂａ，Ｓｒ)ＴｉＯ3，(Ｓｒ，Ｐｂ)Ｔ
ｉＯ3，(Ｓｒ，Ｂａ)ＮｂＯ3，Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12，ＫＮｂ
Ｏ3，ＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴaＯ3等を用いることができ
る。このうち、強誘電体相から常誘電体相への相転移が
起こるキュリー温度が室温に近いＢａＴｉＯ3，Ｐｂ(Ｚ
ｒ，Ｔｉ)Ｏ3，(Ｐb，Ｌa)(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ3，(Ｂａ，Ｓ
ｒ)ＴｉＯ3，(Ｓｒ，Ｐｂ)ＴｉＯ3，(Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ
Ｏ3，Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12，ＫＮｂＯ3などの材料は、比較的
低い電界により分極反転させることができるのでランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）として用いるのに好適であ
る。一方、キュリー温度が高いＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａ
Ｏ3などの材料は電界による分極反転がしにくいのでリ
ードオンリーメモリ(ＲＯＭ)として用いるのが良い。
【００２９】（実施例２）本実施例は、強誘電体の分極
方向を電界効果トランジスタを用いて読みだすものであ
る。
方向を電界効果トランジスタを用いて読みだすものであ
る。
【００３０】図６は、強誘電体薄膜をゲート絶縁膜に用
いた電界効果トランジスタの断面図である。ソース領域
６およびドレイン領域７は単結晶シリコン基板の表面に
ｎ型不純物を拡散させて形成され、この上にそれぞれソ
ース電極８，ドレイン電極９が設けられている。これら
の電極は、例えばアルミニウム（Ａｌ）を用いて製造さ
れる。
いた電界効果トランジスタの断面図である。ソース領域
６およびドレイン領域７は単結晶シリコン基板の表面に
ｎ型不純物を拡散させて形成され、この上にそれぞれソ
ース電極８，ドレイン電極９が設けられている。これら
の電極は、例えばアルミニウム（Ａｌ）を用いて製造さ
れる。
【００３１】図６の強誘電体ゲート電界効果トランジス
タにデータを書き込むには、ゲート電極に正または負の
電圧を印加しゲート絶縁膜である強誘電体薄膜を分極さ
せておけば良い。強誘電体の分極はヒステリシス特性に
より電圧をゼロにしてもそのまま保持されるので、不揮
発性の記憶が可能である。
タにデータを書き込むには、ゲート電極に正または負の
電圧を印加しゲート絶縁膜である強誘電体薄膜を分極さ
せておけば良い。強誘電体の分極はヒステリシス特性に
より電圧をゼロにしてもそのまま保持されるので、不揮
発性の記憶が可能である。
【００３２】データの読みだしには、実施例１と同様に
表面弾性波により強誘電体薄膜に歪を与える。圧電効果
によりゲート絶縁膜である強誘電体薄膜の分極の大きさ
が変化すると、通常の電界効果トランジスタのゲート電
極の電圧を変化させた場合と同様にソース−ドレイン間
の抵抗が変化する。この変化を読み取り回路で検出する
ことで強誘電体薄膜の分極方向を読み取ることができ
る。
表面弾性波により強誘電体薄膜に歪を与える。圧電効果
によりゲート絶縁膜である強誘電体薄膜の分極の大きさ
が変化すると、通常の電界効果トランジスタのゲート電
極の電圧を変化させた場合と同様にソース−ドレイン間
の抵抗が変化する。この変化を読み取り回路で検出する
ことで強誘電体薄膜の分極方向を読み取ることができ
る。
【００３３】（実施例３）本実施例は、図７に示すよう
に、前述の実施例２に記載の強誘電体ゲート電界効果ト
ランジスタをマトリクス状に配置したものである。実施
例２と同様に、表面弾性波による歪を加えると各電界効
果トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗が変化す
る。図７の破線で囲んだセルのデータを読みだすには、
ワード線Ａ以外のすべてのワード線にＯＦＦ信号を加
え、ワード線Ａとプレート間の抵抗を検出すれば良い。
に、前述の実施例２に記載の強誘電体ゲート電界効果ト
ランジスタをマトリクス状に配置したものである。実施
例２と同様に、表面弾性波による歪を加えると各電界効
果トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗が変化す
る。図７の破線で囲んだセルのデータを読みだすには、
ワード線Ａ以外のすべてのワード線にＯＦＦ信号を加
え、ワード線Ａとプレート間の抵抗を検出すれば良い。
【００３４】本実施例では、１個のトランジスタで１ビ
ットの情報を記憶するため、記憶密度が高い。従って、
これを集積化することで、不揮発性のダイナミックラン
ダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）を構成できる。
ットの情報を記憶するため、記憶密度が高い。従って、
これを集積化することで、不揮発性のダイナミックラン
ダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）を構成できる。
【００３５】（実施例４）上記実施例３で述べたＤＲＡ
Ｍ、このＤＲＡＭを用いた半導体メモリカード、同じく
半導体ディスク装置を用いたコンピュータシステムの構
成図を図１１に示す。本技術によれば、システム全体が
小型化できると同時に、大容量の情報を高速に読み書き
できるのでシステム全体としての処理能力が向上する。
Ｍ、このＤＲＡＭを用いた半導体メモリカード、同じく
半導体ディスク装置を用いたコンピュータシステムの構
成図を図１１に示す。本技術によれば、システム全体が
小型化できると同時に、大容量の情報を高速に読み書き
できるのでシステム全体としての処理能力が向上する。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、高速の書き込みと読み
だしが可能で、長寿命さらに大容量の不揮発性メモリを
構成できる。本発明の不揮発性記憶装置を記憶装置に適
用するとコンピュータシステムの小型化，高速化を実現
できる。
だしが可能で、長寿命さらに大容量の不揮発性メモリを
構成できる。本発明の不揮発性記憶装置を記憶装置に適
用するとコンピュータシステムの小型化，高速化を実現
できる。
【図１】本発明の第１の実施例の不揮発性記憶装置の断
面図。
面図。
【図２】強誘電体の電圧と分極との間のヒステリシス特
性を説明する図。
性を説明する図。
【図３】すだれ状電極による表面弾性波の励振と分極の
変化を示す概念図。
変化を示す概念図。
【図４】強誘電体の分極方向及び歪の方向と変位電流の
関係を説明する図。
関係を説明する図。
【図５】本発明の第１の実施例の不揮発性記憶装置の出
力信号を表す図。
力信号を表す図。
【図６】本発明の第２の実施例の不揮発性記憶装置に用
いる強誘電体ゲート電界効果トランジスタの断面図。
いる強誘電体ゲート電界効果トランジスタの断面図。
【図７】本発明の第３の実施例の不揮発性記憶装置の構
成図。
成図。
【図８】本発明のコンピュータシステムの構成図。
１…シリコン基板、２…強誘電体薄膜、３…入出力電
極、４…すだれ状電極、５…ゲート電極、６…ソース領
域、７…ドレイン領域、８…ソース電極、９…ドレイン
電極。
極、４…すだれ状電極、５…ゲート電極、６…ソース領
域、７…ドレイン領域、８…ソース電極、９…ドレイン
電極。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ１１Ｃ 11/22 16/02 16/04 Ｈ０１Ｌ 21/8242 27/108 27/105 Ｈ０１Ｌ 27/10 ３２５ Ｊ ４４１
Claims (5)
- 【請求項１】強誘電体の分極方向を強誘電体に歪を加え
ることで読みだすことを特徴とする不揮発性記憶装置。 - 【請求項２】強誘電体薄膜に表面弾性波を生成し、これ
により生じる歪を用いて強誘電体の分極方向を読みだす
ことを特徴とする不揮発性記憶装置。 - 【請求項３】シリコン基板上に形成される、強誘電体薄
膜及び強誘電体薄膜に表面弾性波を励振するすだれ状電
極と、 前記シリコン基板に形成され、ゲート絶縁膜として前記
強誘電体薄膜を用いた電界効果トランジスタと、を備え
ることを特徴とする不揮発性記憶装置。 - 【請求項４】請求項３記載の不揮発性記憶装置を用いた
ことを特徴とする、ダイナミックランダムアクセスメモ
リ。 - 【請求項５】請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
不揮発性記憶装置または請求項４記載のダイナミックラ
ンダムアクセスを用いたことを特徴とする、コンピュー
タシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12728694A JPH07335772A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 表面弾性波を用いた不揮発性記憶装置並びにそれを用いた応用システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12728694A JPH07335772A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 表面弾性波を用いた不揮発性記憶装置並びにそれを用いた応用システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335772A true JPH07335772A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14956218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12728694A Pending JPH07335772A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 表面弾性波を用いた不揮発性記憶装置並びにそれを用いた応用システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07335772A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998044498A1 (fr) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | Universite De Geneve | Composant electrique ou electronique et application comme memoire non volatile et dispositif a ondes acoustiques de surface. |
| JP2004061347A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 圧電振動エネルギーセンサ |
-
1994
- 1994-06-09 JP JP12728694A patent/JPH07335772A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998044498A1 (fr) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | Universite De Geneve | Composant electrique ou electronique et application comme memoire non volatile et dispositif a ondes acoustiques de surface. |
| US6677629B1 (en) * | 1997-04-01 | 2004-01-13 | Universite De Geneve | Electric or electronic component and application as non volatile memory and device with surface acoustic waves |
| JP2004061347A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 圧電振動エネルギーセンサ |
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