JPH1065115A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH1065115A
JPH1065115A JP8213426A JP21342696A JPH1065115A JP H1065115 A JPH1065115 A JP H1065115A JP 8213426 A JP8213426 A JP 8213426A JP 21342696 A JP21342696 A JP 21342696A JP H1065115 A JPH1065115 A JP H1065115A
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JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
electrode
electrically connected
integrated circuit
circuit device
Prior art date
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Pending
Application number
JP8213426A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Shibata
健 柴田
Toshio Maeda
敏夫 前田
Tsuratoki Ooishi
貫時 大石
Yoshihiko Yasu
義彦 安
Yoshio Sakai
芳男 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Japan Display Inc
Original Assignee
Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Device Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd, Hitachi Consumer Electronics Co Ltd filed Critical Hitachi Device Engineering Co Ltd
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Publication of JPH1065115A publication Critical patent/JPH1065115A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the degree of integration of a semiconductor integrated circuit device. SOLUTION: An information accumulating capacity element C, in which a ferroelectric substance film 10, whose polarization direction changes describing a hysteresis curved line, is pinched by the first electrode 9 and the second electrode 11, and a memory cell M, consisting of a semiconductor region 6 is electrically connected to a bit line B and a direct current of the memory cell selecting MISFETQ on which a gate electrode 5 is electrically connected to a word line WL, are provided in this device. At the time the information of a memory cell M is read out, the potential of one half of the operation potential Vcc to be applied to the bit line BL of the second electrode 11 of the information accumulating capacity element C, is fixed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に、分極方向がヒステリシス曲線を描いて
変化する強誘電体膜を第1電極、第2電極の夫々で挾み
込んだ情報蓄積用容量素子と、一方の半導体領域がビッ
ト線に電気的に接続され、他方の半導体領域が前記情報
蓄積用容量素子の第1電極に電気的に接続され、ゲート
電極がワード線に電気的に接続されたメモリセル選択用
MISFETとの直接回路からなるメモリセルを備えた
半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to information storage in which a ferroelectric film whose polarization direction changes along a hysteresis curve is sandwiched between a first electrode and a second electrode. And a semiconductor region electrically connected to a bit line, the other semiconductor region electrically connected to a first electrode of the information storage capacitor, and a gate electrode electrically connected to a word line. The present invention relates to a technology effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having a memory cell composed of a direct circuit with a connected MISFET for selecting a memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置として、FRAM
(erro-electric andom ccess emory)の開発が
行なわれている。このFRAMのメモリセルは、情報蓄
積用容量素子とメモリセル選択用MISFET(etal
nsulator emiconductor ield ffect ransist
or)との直列回路で構成され、1[bit ]の情報を記憶
している。
2. Description of the Related Art As a semiconductor integrated circuit device, an FRAM is used.
(Ferro-electricRandomAccessMemory)
Is being done. This FRAM memory cell stores information.
MISFET for selecting a storage capacitor and a memory cell (Metal
InsulatorSemiconductorFieldEffectTransist
or) and stores 1 [bit] information
doing.

【0003】前記情報蓄積用容量素子は、メモリセルの
平面サイズの小型化を図るため、メモリセル選択用MI
SFETの上部に構成されている。この情報蓄積用容量
素子は、分極方向がヒステリシス曲線を描いて変化する
強誘電体膜を第1電極、第2電極の夫々で挾み込んだ構
造で構成されている。
[0003] The information storage capacitance element is a memory cell selection MI to reduce the planar size of the memory cell.
It is configured above the SFET. This information storage capacitor has a structure in which a ferroelectric film whose polarization direction changes along a hysteresis curve is sandwiched between a first electrode and a second electrode.

【0004】前記メモリセル選択用MISFETは例え
ばnチャネル導電型で構成されている。このnチャネル
導電型のメモリセル選択用MISFETのソース領域及
びドレイン領域である一対のn型半導体領域の夫々は、
p型半導体基板の活性領域の主面又は半導体基板の活性
領域の主面に形成されたp型ウエル領域の主面に構成さ
れている。
The memory cell selecting MISFET is formed of, for example, an n-channel conductivity type. Each of a pair of n-type semiconductor regions, which are a source region and a drain region of the n-channel conductive type memory cell selecting MISFET,
The main surface of the active region of the p-type semiconductor substrate or the main surface of the p-type well region formed on the main surface of the active region of the semiconductor substrate.

【0005】前記メモリセル選択用MISFETの一方
の半導体領域はビット線に電気的に接続され、その他方
の半導体領域は情報蓄積用容量素子の第1電極に電気的
に接続され、そのゲート電極はワード線に電気的に接続
されている。
One semiconductor region of the memory cell selection MISFET is electrically connected to a bit line, the other semiconductor region is electrically connected to a first electrode of an information storage capacitor, and a gate electrode thereof is provided. It is electrically connected to the word line.

【0006】前記メモリセルは行列状に複数個配置さ
れ、メモリセルアレイを構成している。メモリセルアレ
イには、X方向に延在するビット線及びプレート配線が
複数本配置されていると共に、Y方向に延在するワード
線が複数本配置されている。1本のビット線には、その
延在方向に沿って配置された複数個のメモリセルの夫々
のメモリセル選択用MISFETの一方の半導体領域が
電気的に接続されている。また、1本のプレート配線に
は、その延在方向に沿って配置された複数個のメモリセ
ルの夫々の情報蓄積用容量素子の第2電極が電気的に接
続されている。また、1本のワード線には、その延在方
向に沿って配置された複数個のメモリセルの夫々のメモ
リセル選択用MISFETのゲート電極が電気的に接続
されている。
The plurality of memory cells are arranged in a matrix to form a memory cell array. In the memory cell array, a plurality of bit lines and plate wires extending in the X direction are arranged, and a plurality of word lines extending in the Y direction are arranged. One semiconductor region of each memory cell selection MISFET of a plurality of memory cells arranged along the extending direction is electrically connected to one bit line. Further, the second electrodes of the information storage capacitance elements of a plurality of memory cells arranged along the extending direction are electrically connected to one plate wiring. The gate electrode of the memory cell selecting MISFET of each of the plurality of memory cells arranged along the extending direction is electrically connected to one word line.

【0007】前記メモリセルは、強誘電体膜の分極方向
がどちらの電極の方を向いているかで、“1”又は
“0”の情報(データ)を区別している。例えば、図7
(強誘電体膜のヒステリシス曲線図)に示すように、メ
モリセルの電荷は初期状態において点Cの位置若しくは
点Aの位置にある。ビット線の情報が“1”の場合、ワ
ード線を立ち上げ、プレート配線を立ち上げることによ
り、メモリセルの電荷は点Cから点Bに移動する。この
時の信号量は点C’−点Cとなる。逆に、ビット線の情
報が“0”の場合、ワード線を立ち上げ、プレート配線
を立ち上げることにより、メモリセルの電荷は点Aから
点Bに移動する。この時の信号量は点C’−点Aとな
る。
In the memory cell, information (data) of "1" or "0" is distinguished depending on which electrode the polarization direction of the ferroelectric film faces. For example, FIG.
As shown in the (hysteresis curve diagram of the ferroelectric film), the charge of the memory cell is at the position of point C or the position of point A in the initial state. When the information of the bit line is “1”, the charge of the memory cell moves from the point C to the point B by raising the word line and raising the plate wiring. The signal amount at this time is point C′−point C. Conversely, when the bit line information is "0", the charge of the memory cell moves from point A to point B by raising the word line and raising the plate wiring. The signal amount at this time is point C′−point A.

【0008】なお、前記FRAMについては、例えば、
日経BP社発行の日経マイクロデバイス〔1992年6
月号、第78頁乃至第83頁〕に記載されている。
[0008] The FRAM is, for example,
Nikkei Micro Device published by Nikkei BP [June 1992
Monthly, pages 78 to 83].

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前記FRAMは、プレ
ート配線の電位を変化させることにより、メモリセルの
情報読み出し動作を制御している。以下、メモリセルの
情報読み出し動作について、図7及び図6(波形図)を用
いて説明する。
The FRAM controls the information reading operation of the memory cell by changing the potential of the plate wiring. Hereinafter, the information reading operation of the memory cell will be described with reference to FIGS. 7 and 6 (waveform diagrams).

【0010】〔情報“0”の読み出し〕まず、ワード線
に選択電位Vch(例えば5[V])を印加し、ワード線
の電位を立ち上げた後、プレート配線に動作電位Vcc
(例えば3.3[V])を印加し、プレート配線の電位
を立ち上げる。この時、メモリセルの電荷は初期状態の
点Aから点Bに移動し、情報(データ)“0”として読
み出される。次に、プレート配線に基準電位Vss(例え
ば0[V])を印加し、プレート配線の電位を一旦立ち
下げた後、プレート配線に動作電位Vccを印加し、プレ
ート配線の電位を立ち上げる。この時、メモリセルの電
荷は点Bから点Cを経由して点Dに移動する。次に、プ
レート配線に基準電位Vssを印加し、プレート配線の電
位を立ち下げる。この時、メモリセルの電荷は点Dから
初期状態の点Aに移動する。次に、ワード線に基準電位
Vssを印加し、ワード線を立ち下げる。この一連の動作
によって情報“0”が読み出される。
[Reading of Information "0"] First, a selection potential Vch (for example, 5 [V]) is applied to the word line to raise the potential of the word line, and then the operating potential Vcc is applied to the plate wiring.
(For example, 3.3 [V]) is applied to raise the potential of the plate wiring. At this time, the charge of the memory cell moves from point A in the initial state to point B, and is read as information (data) “0”. Next, a reference potential Vss (for example, 0 [V]) is applied to the plate wiring to temporarily lower the potential of the plate wiring, and then the operating potential Vcc is applied to the plate wiring to raise the potential of the plate wiring. At this time, the charge of the memory cell moves from point B to point D via point C. Next, the reference potential Vss is applied to the plate wiring to lower the potential of the plate wiring. At this time, the charge of the memory cell moves from point D to point A in the initial state. Next, the reference potential Vss is applied to the word line, and the word line falls. Information “0” is read by this series of operations.

【0011】〔情報“1”の読み出し〕まず、ワード線
に選択電位Vchを印加し、ワード線の電位を立ち上げた
後、プレート配線に動作電位Vccを印加し、プレート配
線の電位を立ち上げる。この時、メモリセルの電荷は初
期状態の点Cから点Bに移動し、情報(データ)“1”と
して読み出される。次に、プレート配線に基準電位Vss
を印加し、プレート配線の電位を立ち下げる。この時、
メモリセルの電荷は点Bから初期状態の点Cに移動す
る。次に、ワード線に基準電位Vssを印加し、ワード線
を立ち下げる。この一連の動作によって情報“1”が読
み出される。
[Reading of Information "1"] First, the selection potential Vch is applied to the word line to raise the potential of the word line, and then the operating potential Vcc is applied to the plate wiring to raise the potential of the plate wiring. . At this time, the charge of the memory cell moves from the point C in the initial state to the point B, and is read as information (data) “1”. Next, the reference potential Vss is applied to the plate wiring.
Is applied to lower the potential of the plate wiring. At this time,
The charge of the memory cell moves from point B to point C in the initial state. Next, the reference potential Vss is applied to the word line, and the word line falls. Information “1” is read by this series of operations.

【0012】このように、メモリセルの情報読み出し動
作はプレート配線の電位を変化させることによって制御
されるが、このメモリセルの情報読み出し動作を行うた
めには、ビット線毎にプレート配線を分割しておかなけ
ればならない。このため、プレート配線間での離隔寸法
に相当する分、メモリセルアレイの面積が増加し、FR
AMの集積度が低下する。
As described above, the information reading operation of the memory cell is controlled by changing the potential of the plate wiring. To perform the information reading operation of the memory cell, the plate wiring is divided for each bit line. Must be kept. For this reason, the area of the memory cell array increases by an amount corresponding to the separation dimension between the plate wirings, and FR
The degree of integration of AM decreases.

【0013】また、メモリセルにおいて、情報蓄積用容
量素子に蓄積された電荷は、メモリセル選択用MISF
ETの他方のn型半導体領域からp型半導体基板又はp
型ウエル領域に流れるリーク電流(ジャンクションリー
ク電流)によって徐々に減少していく。つまり、情報蓄
積用容量素子の電荷は、図7に示す点Aから点Bに移動
してしまい、動作上不具合が生じる。このため、減った
電荷を一定時間毎に補充するリフレッシュ(再書き込み)
動作を行う必要があり、このリフレッシュ動作の回数に
相当する分、FRAMの消費電力が増加する。
In the memory cell, the electric charge stored in the information storage capacitance element is changed to the memory cell selection MISF.
From the other n-type semiconductor region of ET to p-type semiconductor substrate or p-type
It gradually decreases due to the leak current (junction leak current) flowing in the mold well region. That is, the charge of the information storage capacitor moves from the point A to the point B shown in FIG. For this reason, refresh (rewrite) to replenish the reduced charge at regular intervals
It is necessary to perform the operation, and the power consumption of the FRAM increases by an amount corresponding to the number of times of the refresh operation.

【0014】本発明の目的は、分極方向がヒステリシス
曲線を描いて変化する強誘電体膜を第1電極、第2電極
の夫々で挾み込んだ情報蓄積用容量素子と、一方の半導
体領域がビット線に電気的に接続され、他方の半導体領
域が前記情報蓄積用容量素子の第1電極に電気的に接続
され、ゲート電極がワード線に電気的に接続されたメモ
リセル選択用MISFETとの直接回路からなるメモリ
セルを備えた半導体集積回路装置の集積度を高めること
が可能な技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an information storage capacitor in which a ferroelectric film whose polarization direction changes along a hysteresis curve is sandwiched between a first electrode and a second electrode, and that one of the semiconductor regions has A memory cell selection MISFET electrically connected to a bit line, the other semiconductor region electrically connected to a first electrode of the information storage capacitor, and a gate electrode electrically connected to a word line; It is an object of the present invention to provide a technique capable of increasing the degree of integration of a semiconductor integrated circuit device provided with a memory cell composed of a direct circuit.

【0015】本発明の他の目的は、前記半導体集積回路
装置の低消費電力化を図ることが可能な技術を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the power consumption of the semiconductor integrated circuit device.

【0016】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0018】(1)分極方向がヒステリシス曲線を描い
て変化する強誘電体膜を第1電極、第2電極の夫々で挾
み込んだ情報蓄積用容量素子と、一方の半導体領域がビ
ット線に電気的に接続され、他方の半導体領域が前記情
報蓄積用容量素子の第1電極に電気的に接続され、ゲー
ト電極がワード線に電気的に接続されたメモリセル選択
用MISFETとの直接回路からなるメモリセルを備え
た半導体集積回路装置であって、前記情報蓄積用容量素
子の第2電極を前記ビット線に印加される動作電位の2
分の1の電位に電位固定する。
(1) An information storage capacitor in which a ferroelectric film whose polarization direction changes along a hysteresis curve is sandwiched between a first electrode and a second electrode, and one semiconductor region is connected to a bit line. The other semiconductor region is electrically connected to the first electrode of the information storage capacitor, and the gate electrode is directly connected to the memory cell selecting MISFET electrically connected to the word line. A semiconductor integrated circuit device comprising a memory cell comprising: a second electrode of the information storage capacitor element having an operating potential of 2 applied to the bit line;
The potential is fixed to one-half the potential.

【0019】(2)前記メモリセル選択用MISFET
の一対の半導体領域の夫々を第1導電型で構成し、この
一対の第1導電型半導体領域の夫々を、絶縁膜上に形成
された第2導電型半導体領域の主面に構成し、前記一対
の第1導電型半導体領域のうち、少なくとも前記情報蓄
積用容量素子の第2電極に電気的に接続された他方の第
2導電型半導体領域の底面を前記絶縁膜に接触させる。
(2) The MISFET for selecting a memory cell
Each of the pair of semiconductor regions is of the first conductivity type, and each of the pair of first conductivity type semiconductor regions is formed on the main surface of the second conductivity type semiconductor region formed on the insulating film; At least the bottom surface of the other second conductivity type semiconductor region electrically connected to the second electrode of the information storage capacitor element is brought into contact with the insulating film.

【0020】上述した手段(1)によれば、プレート配
線の電位を変化させることなく、メモリセルの情報読み
出し動作を制御することができるので、プレート配線を
共通プレート配線として構成することができる。この結
果、プレート配線間での離隔寸法を廃止でき、これに相
当する分、メモリセルアレイの面積を縮小することがで
きるので、半導体集積回路装置の集積度を高めることが
できる。
According to the above means (1), the information reading operation of the memory cell can be controlled without changing the potential of the plate wiring, so that the plate wiring can be configured as a common plate wiring. As a result, the distance between the plate wirings can be eliminated, and the area of the memory cell array can be reduced correspondingly, so that the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

【0021】上述した手段(2)によれば、メモリセル
選択用MISFETの他方の半導体領域の底面の面積に
相当する分、他方の第1導電型半導体領域と第2導電型
半導体領域とで形成されるpn接合部の面積を縮小で
き、他方の第1導電型半導体領域から第2半導体領域に
流れるリーク電流(ジャンクションリーク電流)を低減す
ることができるので、情報蓄積用容量素子に蓄積された
電荷の減少を抑制することができる。この結果、情報蓄
積用容量素子に蓄積された電荷の保持時間を増加するこ
とができ、メモリセルのリフレッシュ動作(再書き込み
動作)の回数を低減することができるので、半導体集積
回路装置の低消費電力化を図ることができる。
According to the means (2) described above, the other first conductive type semiconductor region and the second conductive type semiconductor region corresponding to the area of the bottom surface of the other semiconductor region of the memory cell selecting MISFET are formed. The area of the pn junction to be formed can be reduced, and the leakage current (junction leakage current) flowing from the other first conductivity type semiconductor region to the second semiconductor region can be reduced. A decrease in charge can be suppressed. As a result, the retention time of the charge stored in the information storage capacitor element can be increased, and the number of refresh operations (rewrite operations) of the memory cell can be reduced. Electricity can be achieved.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0024】図1は、本発明の一実施形態であるFRA
M(半導体集積回路装置)のメモリセルアレイの要部等価
回路図である。
FIG. 1 shows an FRA according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a main part of a memory cell array of M (semiconductor integrated circuit device).

【0025】図1に示すように、FRAMは、複数個の
メモリセルMを行列状に配置したメモリセルアレイMC
Aを塔載している。メモリセルMは、情報蓄積用容量素
子Cとメモリセル選択用MISFETQとの直列回路で
構成され、1[bit ]の情報を記憶している。
As shown in FIG. 1, the FRAM has a memory cell array MC in which a plurality of memory cells M are arranged in a matrix.
A is on the tower. The memory cell M is configured by a series circuit of an information storage capacitor C and a memory cell selection MISFETQ, and stores 1 [bit] information.

【0026】前記メモリセル選択用MISFETQの一
方の半導体領域(6)はビット線BLに電気的に接続さ
れ、その他方の半導体領域(6)は情報蓄積用容量素子C
の一方の電極(9)に電気的に接続され、そのゲート電極
(5)はワード線WLに電気的に接続されている。情報蓄
積用容量素子Cの他方の電極(11)はプレート配線PL
に電気的に接続されている。
One semiconductor region (6) of the memory cell selection MISFET Q is electrically connected to the bit line BL, and the other semiconductor region (6) is an information storage capacitor C
Is electrically connected to one electrode (9) of the
(5) is electrically connected to the word line WL. The other electrode (11) of the information storage capacitor C is a plate wiring PL.
Is electrically connected to

【0027】前記メモリセルアレイMCAには、X方向
に延在するビット線BLが複数本配置されていると共
に、Y方向に延在するワード線WLが複数本配置されて
いる。1本のビット線BLには、その延在方向に沿って
配置された複数個のメモリセルMの夫々のメモリセル選
択用MISFETQの一方の半導体領域(6)が電気的に
接続されている。1本のワード線WLには、その延在方
向に沿って配置された複数個のメモリセルMの夫々のメ
モリセル選択用MISFETQの一方の半導体領域(6)
が電気的に接続されている。
The memory cell array MCA has a plurality of bit lines BL extending in the X direction and a plurality of word lines WL extending in the Y direction. One semiconductor region (6) of each of the memory cell selecting MISFETs Q of a plurality of memory cells M arranged along the extending direction is electrically connected to one bit line BL. In one word line WL, one semiconductor region (6) of each of the memory cell selecting MISFETs Q of the plurality of memory cells M arranged along the extending direction thereof
Are electrically connected.

【0028】次に、前記FRAMに塔載されたメモリセ
ルMの具体的な構造について、図2(要部平面図)及び図
3(図2に示すA−A線の位置で切った断面図)を用いて
説明する。なお、図2及び図3において、図を見易くす
るため、ビット線BLより上の層は図示を省略してい
る。
Next, the specific structure of the memory cell M mounted on the FRAM will be described with reference to FIGS. 2 (plan view of a main part) and FIG. 3 (cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2). ). In FIGS. 2 and 3, layers above the bit lines BL are omitted for easy viewing.

【0029】前記FRAMは、図3に示すように、支持
基板1A上に絶縁膜1Bが形成され、この絶縁膜1B上
に半導体層1Cが形成された半導体基体1を主体に構成
されている。支持基板1Aは例えば単結晶珪素からなる
p型半導体基板で形成され、絶縁膜1Bは例えば熱酸化
珪素膜で形成され、半導体層1Cは例えば単結晶珪素か
らなるp型半導体基板で形成されている。つまり、FR
AMは、SOI(ilicon n nsulator)構造からな
る半導体基体1を主体に構成されている。
As shown in FIG. 3, the FRAM mainly comprises a semiconductor substrate 1 having an insulating film 1B formed on a supporting substrate 1A and a semiconductor layer 1C formed on the insulating film 1B. The support substrate 1A is formed of, for example, a p-type semiconductor substrate made of single-crystal silicon, the insulating film 1B is formed of, for example, a thermal silicon oxide film, and the semiconductor layer 1C is formed of, for example, a p-type semiconductor substrate made of single-crystal silicon. . That is, FR
AM is a semiconductor substrate 1 made of SOI (S ilicon O n I nsulator ) structure mainly.

【0030】前記半導体基体1の半導体層1Cは、フィ
ールド絶縁膜2及び絶縁膜1Bで周囲を規定され、他の
半導体層1Cと電気的に分離されている。フィールド絶
縁膜2は例えば熱酸化珪素膜で形成されている。
The periphery of the semiconductor layer 1C of the semiconductor substrate 1 is defined by the field insulating film 2 and the insulating film 1B, and is electrically separated from the other semiconductor layers 1C. The field insulating film 2 is formed of, for example, a thermal silicon oxide film.

【0031】前記メモリセルMのメモリセル選択用MI
SFETQは、半導体基体1の半導体層1Cの主面に構
成されている。半導体層1Cにはp型ウエル領域3が形
成されている。つまり、メモリセル選択用MISFET
Qは、主に、チャネル形成領域であるp型ウエル領域
3、ゲート絶縁膜4、ゲート電極5、ソース領域及びド
レイン領域である一対のn型半導体領域6で構成されて
いる。
The memory cell selection MI of the memory cell M
The SFET Q is configured on the main surface of the semiconductor layer 1C of the semiconductor substrate 1. A p-type well region 3 is formed in the semiconductor layer 1C. That is, the MISFET for memory cell selection
Q mainly includes a p-type well region 3, which is a channel forming region, a gate insulating film 4, a gate electrode 5, and a pair of n-type semiconductor regions 6, which are a source region and a drain region.

【0032】前記ゲート絶縁膜4は例えば熱酸化珪素膜
で形成され、ゲート電極5は例えば抵抗値を低減する不
純物(例えば燐(P))が導入された多結晶珪素膜で形成さ
れている。ゲート電極5はY方向に延在するワード線W
Lと一体化されている。
The gate insulating film 4 is formed of, for example, a thermal silicon oxide film, and the gate electrode 5 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which an impurity (for example, phosphorus (P)) for reducing a resistance value is introduced. The gate electrode 5 has a word line W extending in the Y direction.
L.

【0033】前記メモリセルMの情報蓄積用容量素子C
は、分極方向がヒステリシス曲線を描いて変化する強誘
電体膜10を、電極9、電極11の夫々で挾み込んだ構
造で構成されている。電極9、電極11の夫々は例えば
白金(Pt)膜で形成され、強誘電体膜は例えばジルコン
酸チタン酸鉛(PZT)で形成されている。この情報蓄積
用容量素子Cは、メモリセルMの平面サイズの小型化を
図るため、図3及び図2に示すように、メモリセル選択
用MISFETQの上部に構成されている。
The information storage capacitor C of the memory cell M
Has a structure in which a ferroelectric film 10 whose polarization direction changes along a hysteresis curve is sandwiched between electrodes 9 and 11, respectively. Each of the electrodes 9 and 11 is formed of, for example, a platinum (Pt) film, and the ferroelectric film is formed of, for example, lead zirconate titanate (PZT). The information storage capacitance element C is formed above the memory cell selection MISFETQ as shown in FIGS. 3 and 2 in order to reduce the plane size of the memory cell M.

【0034】前記メモリセル選択用MISFETQの一
方のn型半導体領域6には、層間絶縁膜7、層間絶縁膜
12、層間絶縁膜15の夫々に形成された接続孔16を
通してビット線BLが電気的に接続されている。また、
メモリセル選択用MISFETQの他方のn型半導体領
域6には、層間絶縁膜7に形成された接続孔8を通して
情報蓄積用容量素子Cの電極9が電気的に接続されてい
る。ビット線BLは、例えば、不純物が導入された多結
晶珪素膜及びこの多結晶珪素膜上に形成されたシリサイ
ド膜で形成されている。シリサイド膜は、例えばWSix
膜、TaSix 膜、TiSix 膜、MoSix膜 等で形成され
ている。
A bit line BL is electrically connected to one n-type semiconductor region 6 of the memory cell selecting MISFET Q through connection holes 16 formed in the interlayer insulating film 7, interlayer insulating film 12, and interlayer insulating film 15, respectively. It is connected to the. Also,
The other n-type semiconductor region 6 of the memory cell selection MISFET Q is electrically connected to an electrode 9 of an information storage capacitor C through a connection hole 8 formed in an interlayer insulating film 7. The bit line BL is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced and a silicide film formed on the polycrystalline silicon film. The silicide film is, for example, WSix
It is formed of a film, a TaSix film, a TiSix film, a MoSix film, or the like.

【0035】前記情報蓄積用容量素子Cの電極11に
は、層間絶縁膜12に形成された接続孔13を通してプ
レート配線PLが電気的に接続されている。このプレー
ト配線PLは、メモリセルMの読み出し動作時におい
て、ビット線BLに印加される動作電位Vcc(例えば
3.3[V])の2分の1の電位に電位固定される。プ
レート配線PLは、例えば不純物が導入された多結晶珪
素膜及びこの多結晶珪素膜上に形成されたシリサイド膜
で形成されている。
A plate wiring PL is electrically connected to the electrode 11 of the information storage capacitor C through a connection hole 13 formed in the interlayer insulating film 12. The plate wiring PL is fixed to a half of the operating potential Vcc (for example, 3.3 [V]) applied to the bit line BL during the read operation of the memory cell M. The plate wiring PL is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced and a silicide film formed on the polycrystalline silicon film.

【0036】前記プレート配線PLは、図3及び図2に
示すように、メモリセルアレイMCAの全領域に配置さ
れ、複数個のメモリセルMの夫々の情報蓄積用容量素子
Cの電極11に電気的に接続されている。つまり、プレ
ート配線PLは共通プレート配線として構成されてい
る。このように、プレート配線PLを共通プレート配線
として構成することにより、プレート配線を各ビット線
毎に分割した場合に比べて、プレート配線間での離隔寸
法を廃止でき、これに相当する分、メモリセルアレイM
CAの面積を縮小することができるので、FRAMの集
積度を高めることができる。なお、プレート配線PLに
は、メモリセル選択用MISFETQの一方のn型半導
体領域6とビット線BLとを電気的に接続するための開
口14が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 2, the plate wiring PL is arranged in the entire area of the memory cell array MCA, and is electrically connected to the electrodes 11 of the information storage capacitance elements C of the plurality of memory cells M. It is connected to the. That is, the plate wiring PL is configured as a common plate wiring. As described above, by configuring the plate wiring PL as a common plate wiring, it is possible to eliminate the separation dimension between the plate wirings as compared with the case where the plate wiring is divided for each bit line. Cell array M
Since the area of the CA can be reduced, the degree of integration of the FRAM can be increased. Note that an opening 14 for electrically connecting one n-type semiconductor region 6 of the memory cell selection MISFETQ and the bit line BL is formed in the plate wiring PL.

【0037】前記メモリセル選択用MISFETQにお
いて、ビット線BLに電気的に接続された一方のn型半
導体領域6の底面はp型ウエル領域3(半導体層1C)の
下部に形成された絶縁膜1Bに接触している。また、情
報蓄積用容量素子Cの電極9に電気的に接続された他方
のn型半導体領域6の底面はp型ウエル領域3(半導体
層1C)の下部に形成された絶縁膜1Bに接触してい
る。つまり、メモリセル選択用MISFETQは、ソー
ス領域及びドレイン領域である一対のn型半導体領域6
の夫々の底面を絶縁膜1Bに接触させた構造で構成され
ている。
In the memory cell selecting MISFET Q, the bottom surface of one n-type semiconductor region 6 electrically connected to the bit line BL has an insulating film 1B formed under the p-type well region 3 (semiconductor layer 1C). Is in contact with Further, the bottom surface of the other n-type semiconductor region 6 electrically connected to the electrode 9 of the information storage capacitor C is in contact with the insulating film 1B formed below the p-type well region 3 (semiconductor layer 1C). ing. That is, the memory cell selecting MISFET Q includes a pair of n-type semiconductor regions 6 serving as a source region and a drain region.
Are formed in a structure in which the respective bottom surfaces are in contact with the insulating film 1B.

【0038】このように構成されたFRAMは、ビット
配線BLの電位を変化させることにより、メモリセルM
の情報読み出し動作を制御している。以下、メモリセル
Mの情報読み出し動作について、図4(波形図)及び図7
(強誘電体膜のヒステリシス曲線図)を用いて説明す
る。
In the FRAM thus configured, the memory cell M is changed by changing the potential of the bit line BL.
Is controlled. Hereinafter, the information reading operation of the memory cell M will be described with reference to FIGS.
(Hysteresis curve diagram of ferroelectric film) will be described.

【0039】初期状態において、メモリセルMの電荷は
図7に示す点Cの位置若しくは点Aの位置にあり、ビッ
ト線BL、プレート配線PLの夫々は動作電位の2分の
1の電位に電位固定されている。
In the initial state, the electric charge of the memory cell M is at the position of the point C or the position of the point A shown in FIG. 7, and each of the bit line BL and the plate wiring PL has a potential of one half of the operating potential. Fixed.

【0040】〔情報“0”の読み出し〕まず、ワード線
WLに選択電位Vch(例えば5[V])を印加し、ワード
線WLの電位を立ち上げた後(メモリセル選択用MIS
FETQをON状態にした後)、ビット線BLに基準電
位Vss(例えば0[V])を印加し、ビット線BLの電位
を下げる。この時、メモリセルMの電荷は初期状態の点
Aから点Bに移動し、情報(データ)“0”として読み出
される。次に、ビット線BLに動作電位Vcc(例えば
3.3[V])を印加し、ビット線BLの電位を上げ
る。この時、メモリセルMの電荷は点Bから点Cを経由
して点Dに移動する。次に、ビット線BLに動作電位の
2分の1の電位を印加し、ビット線BLの電位を下げ
る。この時、メモリセルMの電荷は点Dから初期状態の
点Aに移動する。次に、ワード線WLに基準電位を印加
し、ワード線WLを立ち下げる(メモリセル選択用MI
SFETQをOFF状態にする)。この一連の動作によ
って情報“0”が読み出される。
[Reading of Information "0"] First, a selection potential Vch (for example, 5 [V]) is applied to the word line WL, and the potential of the word line WL is raised (MIS for memory cell selection).
After turning on the FET Q), the reference potential Vss (for example, 0 [V]) is applied to the bit line BL to lower the potential of the bit line BL. At this time, the charge of the memory cell M moves from the point A in the initial state to the point B, and is read as information (data) “0”. Next, an operating potential Vcc (for example, 3.3 [V]) is applied to the bit line BL to increase the potential of the bit line BL. At this time, the electric charge of the memory cell M moves from the point B to the point D via the point C. Next, half the operating potential is applied to the bit line BL to lower the potential of the bit line BL. At this time, the charge of the memory cell M moves from the point D to the point A in the initial state. Next, a reference potential is applied to the word line WL to lower the word line WL (MI for memory cell selection).
SFETQ is turned off). Information “0” is read by this series of operations.

【0041】〔情報“1”の読み出し〕まず、ワード線
に選択電位Vchを印加し、ワード線の電位を立ち上げた
後(メモリセル選択用MISFETQをON状態にした
後)、ビット線BLに基準電位を印加し、ビット線BL
の電位を下げる。この時、メモリセルMの電荷は初期状
態の点Cから点Bに移動し、情報(データ)“1”として
読み出される。次に、ビット線BLに動作電位Vccを印
加し、ビット線BLの電位を下げる。この時、メモリセ
ルMの電位は点Bから初期状態の点Cに移動する。次
に、ワード線WLに基準電位Vssを印加し、ワード線W
Lを立ち下げる(メモリセル選択用MISFETQをO
FF状態にする)。この一連の動作によって情報“1”
が読み出される。
[Reading of Information "1"] First, the selection potential Vch is applied to the word line, the potential of the word line is raised (after the MISFET Q for memory cell selection is turned on), and then the bit line BL is applied to the bit line BL. Apply a reference potential to the bit line BL
Lower the potential of. At this time, the charge of the memory cell M moves from the point C in the initial state to the point B, and is read as information (data) “1”. Next, the operating potential Vcc is applied to the bit line BL to lower the potential of the bit line BL. At this time, the potential of the memory cell M moves from the point B to the point C in the initial state. Next, the reference potential Vss is applied to the word line WL, and the word line W
L falls (the memory cell selection MISFET Q is set to O
FF state). Information “1” is obtained by this series of operations.
Is read.

【0042】このように、プレート線PLの電位をビッ
ト線BLに印加される動作電位Vccの2分の1の電位
に電位固定することにより、プレート配線PLの電位を
変化させることなく、メモリセルMの情報読み出し動作
を制御することができる。
As described above, by fixing the potential of the plate line PL to one half of the operating potential Vcc applied to the bit line BL, the memory cell can be maintained without changing the potential of the plate line PL. The information reading operation of M can be controlled.

【0043】このように構成されたFRAMは、図5
(ブロック図)に示すように、携帯型コンピュータシステ
ムに塔載される。携帯型コンピュータシステムは、中央
プロセッサユニット20を有し、この中央プロセッサユ
ニット20には、内部バス21を介して、キャッシュメ
モリユニット22、サブプロセッサユニット23、メモ
リコントロールユニット24、バスユニット25の夫々
が接続されている。
The FRAM thus configured is shown in FIG.
As shown in (block diagram), it is mounted on a portable computer system. The portable computer system has a central processor unit 20, which includes a cache memory unit 22, a sub processor unit 23, a memory control unit 24, and a bus unit 25 via an internal bus 21. It is connected.

【0044】前記バスユニット25には、I/Oバス2
6を介して、記憶ユニット27、ディスプレイアダプタ
28、キーボードデータコンバータ29、パラレルポー
トインターフェース30、シリアルポートインターフェ
ース31、フロッピーディスクユニット32、ハードデ
ィスクバッファユニット33の夫々が接続されている。
このハードディスクバッファユニット33にはハードデ
ィスクユニット34が接続されている。
The bus unit 25 has an I / O bus 2
6, a storage unit 27, a display adapter 28, a keyboard data converter 29, a parallel port interface 30, a serial port interface 31, a floppy disk unit 32, and a hard disk buffer unit 33 are connected to each other.
A hard disk unit 34 is connected to the hard disk buffer unit 33.

【0045】前記メモリコントロールユニット24に
は、ローカルバス35を介して、記憶ユニット36、拡
張記憶ユニット38、拡張記憶ユニット39の夫々が接
続されている。この記憶ユニット36には補助記憶ユニ
ット37が接続されている。
The memory control unit 24 is connected to a storage unit 36, an extended storage unit 38, and an extended storage unit 39 via a local bus 35. An auxiliary storage unit 37 is connected to the storage unit 36.

【0046】前記記憶ユニット27にはROM(ead
nly emory)が塔載されている。前記記憶ユニット
36、補助記憶ユニット37、拡張記憶ユニット38、
拡張記憶ユニット39の夫々には、本発明を適用したF
RAMが塔載されている。
The storage unit 27 has a ROM (Read
OnlyMemory). The storage unit
36, an auxiliary storage unit 37, an extended storage unit 38,
Each of the extended storage units 39 has F to which the present invention is applied.
RAM is mounted.

【0047】このように、本実施形態によれば、以下の
作用効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0048】(1)分極方向がヒステリシス曲線を描い
て変化する強誘電体膜10を電極9、電極11の夫々で
挾み込んだ情報蓄積用容量素子Cと、一方のn型半導体
領域6がビット線BLに電気的に接続され、他方のn型
半導体領域6が前記情報蓄積用容量素子Cの電極9に電
気的に接続され、ゲート電極5がワード線WLに電気的
に接続されたメモリセル選択用MISFETQとの直接
回路からなるメモリセルMを備えたFRAM(半導体集
積回路装置)であって、前記メモリセルMの情報読み出
し動作時において、前記情報蓄積用容量素子Cの電極1
1を前記ビット線BLに印加される動作電位Vccの2分
の1の電位に電位固定する。この構成により、プレート
配線PLの電位を変化させることなく、メモリセルMの
情報読み出し動作を制御することができるので、プレー
ト配線PLを共通プレート配線として構成することがで
きる。この結果、プレート配線間での離隔寸法を廃止で
き、これに相当する分、メモリセルアレイMCAの面積
を縮小することができるので、FRAM(半導体集積回
路装置)の集積度を高めることができる。
(1) The information storage capacitance element C in which the ferroelectric film 10 whose polarization direction changes along a hysteresis curve sandwiched between the electrodes 9 and 11 and one n-type semiconductor region 6 are formed. A memory electrically connected to the bit line BL, the other n-type semiconductor region 6 electrically connected to the electrode 9 of the information storage capacitor C, and the gate electrode 5 electrically connected to the word line WL. An FRAM (semiconductor integrated circuit device) provided with a memory cell M formed of a direct circuit with a cell selection MISFET Q, wherein an electrode 1 of the information storage capacitor C is read during an information reading operation of the memory cell M.
1 is fixed to a half of the operating potential Vcc applied to the bit line BL. With this configuration, the information reading operation of the memory cell M can be controlled without changing the potential of the plate wiring PL, so that the plate wiring PL can be configured as a common plate wiring. As a result, the distance between the plate wirings can be eliminated, and the area of the memory cell array MCA can be reduced correspondingly, so that the integration degree of the FRAM (semiconductor integrated circuit device) can be increased.

【0049】(2)前記メモリセル選択用MISFET
Qの一対のn型半導体領域6の夫々を絶縁膜上に形成さ
れたp型ウエル領域3の主面に構成し、前記一対のn型
半導体領域6のうち、少なくとも前記情報蓄積用容量素
子Cの電極9に電気的に接続された他方のn型半導体領
域6の底面を前記絶縁膜1Bに接触させる。この構成に
より、メモリセル選択用MISFETQの他方のn型半
導体領域6の底面の面積に相当する分、他方のn半導体
領域6とp型ウエル領域3とで形成されるpn接合部の
面積を縮小でき、他方のn型半導体領域6からp型ウエ
ル領域3に流れるリーク電流(ジャンクションリーク電
流)を低減することができるので、情報蓄積用容量素子
Cに蓄積された電荷の減少を抑制することができる。こ
の結果、情報蓄積用容量素子Cに蓄積された電荷の保持
時間を増加することができ、メモリセルMのリフレッシ
ュ動作(再書き込み動作)の回数を低減することができる
ので、FRAM(半導体集積回路装置)の低消費電力化を
図ることができる。
(2) The MISFET for selecting a memory cell
Each of the pair of Q-type n-type semiconductor regions 6 is formed on a main surface of a p-type well region 3 formed on an insulating film, and at least the information storage capacitor C of the pair of n-type semiconductor regions 6 is formed. The bottom surface of the other n-type semiconductor region 6 electrically connected to the electrode 9 is brought into contact with the insulating film 1B. With this configuration, the area of the pn junction formed by the other n-type semiconductor region 6 and the p-type well region 3 is reduced by an amount corresponding to the area of the bottom surface of the other n-type semiconductor region 6 of the memory cell selecting MISFETQ. As a result, a leak current (junction leak current) flowing from the other n-type semiconductor region 6 to the p-type well region 3 can be reduced, so that a decrease in charges stored in the information storage capacitor C can be suppressed. it can. As a result, the holding time of the charge stored in the information storage capacitor C can be increased, and the number of refresh operations (rewrite operations) of the memory cell M can be reduced. Device) can be reduced in power consumption.

【0050】また、FRAMの低消費電力化を図ること
ができるので、携帯型コンピュータシステムにおいて、
記憶ユニット36、補助記憶ユニット37、拡張記憶ユ
ニット38、拡張記憶ユニット39の夫々に本発明のF
RAMを塔載した場合、記憶ユニット36、補助記憶ユ
ニット37、拡張記憶ユニット38、拡張記憶ユニット
39の夫々の記憶容量を大幅に増加することができる。
Also, since the power consumption of the FRAM can be reduced, the portable computer system can
Each of the storage unit 36, the auxiliary storage unit 37, the extended storage unit 38, and the extended storage unit 39
When a RAM is mounted, the storage capacity of each of the storage unit 36, the auxiliary storage unit 37, the extended storage unit 38, and the extended storage unit 39 can be significantly increased.

【0051】(3)前記メモリセル選択用MISFET
Qの一対のn型半導体領域6の夫々を絶縁膜上に形成さ
れたp型ウエル領域3の主面に構成し、前記一対のn型
半導体領域6の夫々の底面を前記絶縁膜1Bに接触させ
る。この構成により、n型半導体領域6の底面の面積に
相当する分、n型半導体領域6とp型ウエル領域3とで
形成されるpn接合部の面積を縮小でき、pn接合部に
付加される寄生容量を低減することができるので、メモ
リセル選択用MISFETQの駆動力を高めることがで
き、FRAM(半導体集積回路装置)の動作速度の高速化
を図ることができる。
(3) The MISFET for selecting a memory cell
Each of the pair of Q-type n-type semiconductor regions 6 is formed on the main surface of the p-type well region 3 formed on the insulating film, and the bottom surface of each of the pair of n-type semiconductor regions 6 is in contact with the insulating film 1B. Let it. With this configuration, the area of the pn junction formed by the n-type semiconductor region 6 and the p-type well region 3 can be reduced by an amount corresponding to the area of the bottom surface of the n-type semiconductor region 6, and is added to the pn junction. Since the parasitic capacitance can be reduced, the driving power of the memory cell selecting MISFETQ can be increased, and the operating speed of the FRAM (semiconductor integrated circuit device) can be increased.

【0052】また、FRAMの動作速度の高速化を図る
ことができるので、携帯型コンピュータシステムにおい
て、記憶ユニット36、補助記憶ユニット37、拡張記
憶ユニット38、拡張記憶ユニット39の夫々に本発明
のFRAMを塔載した場合、携帯コンピュータの処理速
度の高速化を図ることができる。
Further, since the operation speed of the FRAM can be increased, in the portable computer system, each of the storage unit 36, the auxiliary storage unit 37, the extended storage unit 38, and the extended storage unit 39 is provided with the FRAM of the present invention. In the case where is mounted, the processing speed of the portable computer can be increased.

【0053】なお、プレート配線PLを共通プレート配
線として構成しているが、情報蓄積用容量素子Cの電極
11を共通プレート配線として構成してもよい。
Although the plate wiring PL is configured as a common plate wiring, the electrode 11 of the information storage capacitor C may be configured as a common plate wiring.

【0054】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although specifically described based on the embodiment, the present invention
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the scope of the invention.

【0055】例えば、本発明は、FRAMを有するワン
・チップマイクロコンピュータに適用することができ
る。
For example, the present invention can be applied to a one-chip microcomputer having an FRAM.

【0056】[0056]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0057】分極方向がヒステリシス曲線を描いて変化
する強誘電体膜を第1電極、第2電極の夫々で挾み込ん
だ情報蓄積用容量素子と、一方の半導体領域がビット線
に電気的に接続され、他方の半導体領域が前記情報蓄積
用容量素子の第1電極に電気的に接続され、ゲート電極
がワード線に電気的に接続されたメモリセル選択用MI
SFETとの直接回路からなるメモリセルを備えた半導
体集積回路装置の集積度を高めることができる。
An information storage capacitor in which a ferroelectric film whose polarization direction changes along a hysteresis curve is sandwiched between a first electrode and a second electrode, and one semiconductor region is electrically connected to a bit line. The other semiconductor region is electrically connected to the first electrode of the information storage capacitor, and the gate electrode is electrically connected to the word line.
The degree of integration of a semiconductor integrated circuit device provided with a memory cell formed of a direct circuit with an SFET can be increased.

【0058】また、前記半導体集積回路装置の低消費電
力化を図ることができる。
Further, the power consumption of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施形態であるFRAM(半導体集
積回路装置)のメモリセルアレイの要部等価回路図であ
る。
FIG. 1 is a main part equivalent circuit diagram of a memory cell array of an FRAM (semiconductor integrated circuit device) according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記FRAMの要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of the FRAM.

【図3】図2に示すA−A線の位置で切った断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view taken along a line AA shown in FIG. 2;

【図4】前記FRAMに塔載されたメモリセルの情報読
み出し動作を説明するための波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining an information reading operation of a memory cell mounted on the FRAM.

【図5】前記FRAMを塔載した携帯型コンピュータシ
ステムのブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a portable computer system on which the FRAM is mounted.

【図6】従来のFRAMに塔載されたメモリセルの情報
読み出し動作を説明するための波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining an information reading operation of a memory cell mounted on a conventional FRAM.

【図7】強誘電体膜のヒステリシス曲線図である。FIG. 7 is a hysteresis curve diagram of a ferroelectric film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基体、1A…支持基板、1B…絶縁膜、1C
…半導体層、2…フィールド絶縁膜、3…p型ウエル領
域、4…ゲート絶縁膜、5…ゲート電極、6…n型半導
体領域、7…層間絶縁膜、8…接続孔、9…電極、10
…強誘電体膜、11…電極、12…層間絶縁膜、13…
接続孔、14…開口、15…層間絶縁膜、C…情報蓄積
用容量素子、Q…メモリセル選択用MISFET、M…
メモリセル、MCA…メモリセルアレイ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor base, 1A ... Support substrate, 1B ... Insulating film, 1C
... semiconductor layer, 2 ... field insulating film, 3 ... p-type well region, 4 ... gate insulating film, 5 ... gate electrode, 6 ... n-type semiconductor region, 7 ... interlayer insulating film, 8 ... connection hole, 9 ... electrode, 10
... ferroelectric film, 11 ... electrode, 12 ... interlayer insulating film, 13 ...
Connection hole, 14: Opening, 15: Interlayer insulating film, C: Capacitance element for storing information, Q: MISFET for selecting memory cell, M ...
Memory cell, MCA: Memory cell array.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 貫時 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 安 義彦 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 酒井 芳男 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor, Kaneki Oishi 2326, Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoshio Sakai Incorporated Hitachi Semiconductor Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分極方向がヒステリシス曲線を描いて変
化する強誘電体膜を第1電極、第2電極の夫々で挾み込
んだ情報蓄積用容量素子と、一方の半導体領域がビット
線に電気的に接続され、他方の半導体領域が前記情報蓄
積用容量素子の第1電極に電気的に接続され、ゲート電
極がワード線に電気的に接続されたメモリセル選択用M
ISFETとの直接回路からなるメモリセルを備えた半
導体集積回路装置であって、前記容量素子の第2電極を
前記ビット線に印加される動作電位の2分の1の電位に
電位固定したことを特徴とする半導体集積回路装置。
An information storage capacitor in which a ferroelectric film whose polarization direction changes along a hysteresis curve is sandwiched between a first electrode and a second electrode, and one semiconductor region is electrically connected to a bit line. The other semiconductor region is electrically connected to the first electrode of the information storage capacitor, and the gate electrode is electrically connected to the word line.
A semiconductor integrated circuit device having a memory cell comprising a direct circuit with an ISFET, wherein a potential of a second electrode of the capacitor is fixed to a half of an operating potential applied to the bit line. A semiconductor integrated circuit device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記メモリセル選択用MISFETの一
対の半導体領域の夫々を第1導電型で構成し、この一対
の第1導電型半導体領域の夫々を、絶縁膜上に形成され
た第2導電型半導体領域の主面に構成し、前記一対の第
1導電型半導体領域のうち、少なくとも前記情報蓄積用
容量素子の第2電極に電気的に接続された他方の第2導
電型半導体領域の底面を前記絶縁膜に接触させたことを
特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein each of the pair of semiconductor regions of the memory cell selecting MISFET is formed of a first conductivity type, and each of the pair of first conductivity type semiconductor regions is formed of a second conductive region formed on an insulating film. A bottom surface of a second conductive type semiconductor region that is formed on a main surface of the type semiconductor region and is electrically connected to at least a second electrode of the information storage capacitor element of the pair of first conductive type semiconductor regions. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said semiconductor integrated circuit device is in contact with said insulating film.
【請求項3】 前記メモリセル選択用MISFETの一
対の半導体領域の夫々を第1導電型で構成し、この一対
の第1導電型の半導体領域を絶縁膜上に形成された第2
導電型半導体領域の主面に構成し、前記一対の第1導電
型半導体領域の夫々の底面を前記絶縁膜に接触させたこ
とを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
3. A semiconductor device according to claim 1, wherein each of the pair of semiconductor regions of the memory cell selecting MISFET is formed of a first conductivity type, and the pair of first conductivity type semiconductor regions is formed on an insulating film.
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is formed on a main surface of a conductive type semiconductor region, and respective bottom surfaces of the pair of first conductive type semiconductor regions are brought into contact with the insulating film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101415509B1 (en) * 2008-07-24 2014-07-04 삼성전자주식회사 Memory device, method of forming the same and method of operating the same

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