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JP2002184170A - Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and applied voltage pulse width control circuit - Google Patents

Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and applied voltage pulse width control circuit

Info

Publication number
JP2002184170A
JP2002184170A JP2000377438A JP2000377438A JP2002184170A JP 2002184170 A JP2002184170 A JP 2002184170A JP 2000377438 A JP2000377438 A JP 2000377438A JP 2000377438 A JP2000377438 A JP 2000377438A JP 2002184170 A JP2002184170 A JP 2002184170A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse width
ferroelectric
memory cell
electrode
memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000377438A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Nishina
英一 仁科
Toshiyuki Nishihara
利幸 西原
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2000377438A priority Critical patent/JP2002184170A/en
Publication of JP2002184170A publication Critical patent/JP2002184170A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造時のばらつき、強誘電体材料の反転電圧の
温度依存性に対する対策を備え、しかも、ディスターブ
耐性に優れた強誘電体型不揮発性半導体メモリを提供す
る。 【解決手段】強誘電体型不揮発性半導体メモリは、強誘
電体層を有するキャパシタ部を備えたメモリセルM
1M,MC2Mが、複数、配列されて成るメモリユニット
MU1、MU2を備え、更に、印加電圧パルス幅制御回路
10を備え、印加電圧パルス幅制御回路10は、第1及
び第2の電圧のパルス幅を、選択メモリセルにおいては
キャパシタ部へのデータの書込み及び/又はデータの読
出しを行うことができ、且つ、非選択メモリセルのキャ
パシタ部を構成する強誘電体層においては分極反転が生
じないようなパルス幅に可変制御する。
[PROBLEMS] To provide a ferroelectric non-volatile semiconductor memory which is provided with measures against manufacturing variations and temperature dependence of the inversion voltage of a ferroelectric material and which has excellent disturbance resistance. A ferroelectric nonvolatile semiconductor memory includes a memory cell including a capacitor having a ferroelectric layer.
C 1M , MC 2M include a plurality of memory units MU 1 , MU 2 arranged in a row, and further include an applied voltage pulse width control circuit 10. The applied voltage pulse width control circuit 10 includes first and second memory cells. The voltage pulse width can be set such that data can be written to and / or read from a capacitor portion in a selected memory cell, and polarization inversion can be performed in a ferroelectric layer constituting a capacitor portion of an unselected memory cell. Is variably controlled so that the pulse width does not occur.

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、強誘電体型不揮発
性半導体メモリ(所謂FERAM)に関し、特に、ディ
スターブ耐性に優れた強誘電体型不揮発性半導体メモリ
に関し、また、強誘電体型不揮発性半導体メモリでの使
用に適した印加電圧パルス幅制御回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory (a so-called FERAM), and more particularly to a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory excellent in disturbance resistance. The present invention relates to an applied voltage pulse width control circuit suitable for the use of the present invention.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大容量の強誘電体型不揮発性半導
体メモリに関する研究が盛んに行われている。強誘電体
型不揮発性半導体メモリ(以下、不揮発性メモリと略称
する場合がある)は、高速アクセスが可能で、しかも、
不揮発性であり、また、小型で低消費電力であり、更に
は、衝撃にも強い。それ故、例えば、ファイルのストレ
ージやレジューム機能を有する各種電子機器、例えば、
携帯用コンピュータや携帯電話、ゲーム機の主記憶装置
としての利用、あるいは、音声や映像を記録するための
記録メディアとしての利用が期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, research on a large-capacity ferroelectric nonvolatile semiconductor memory has been actively conducted. A ferroelectric nonvolatile semiconductor memory (hereinafter sometimes abbreviated as a nonvolatile memory) is capable of high-speed access, and
It is non-volatile, small in size and low in power consumption, and also resistant to shocks. Therefore, for example, various electronic devices having file storage and resume functions, for example,
It is expected to be used as a main storage device of a portable computer, a mobile phone, or a game machine, or as a recording medium for recording audio and video.

【0003】この不揮発性メモリは、強誘電体材料の高
速分極反転とその残留分極を利用し、強誘電体層を有す
るキャパシタ部の蓄積電荷量の変化を検出する方式の、
高速書き換えが可能な不揮発性メモリであり、基本的に
は、キャパシタ部と選択用トランジスタ(スイッチング
用トランジスタ)とから構成されている。キャパシタ部
は、例えば、下部電極、上部電極、及び、これらの電極
間に挟まれた高比誘電率εを有する強誘電体層から構成
されている。この不揮発性メモリにおけるデータの書込
みや読出しは、図25に示す強誘電体のP−Eヒステリ
シスループを応用して行われる。即ち、強誘電体層に外
部電界を加えた後、外部電界を除いたとき、強誘電体層
は自発分極を示す。そして、強誘電体層の残留分極は、
プラス方向の外部電界が印加されたとき+Pr、マイナ
ス方向の外部電界が印加されたとき−Prとなる。ここ
で、残留分極が+Prの状態(図25の「D」参照)の
場合をデータ「0」とし、残留分極が−Prの状態(図
25の「A」参照)の場合をデータ「1」とする。
This non-volatile memory employs a method of detecting a change in the amount of charge stored in a capacitor portion having a ferroelectric layer by utilizing high-speed polarization inversion of a ferroelectric material and its remanent polarization.
This is a non-volatile memory that can be rewritten at high speed, and is basically composed of a capacitor section and a selection transistor (switching transistor). The capacitor unit includes, for example, a lower electrode, an upper electrode, and a ferroelectric layer having a high relative dielectric constant ε sandwiched between these electrodes. Writing and reading of data in this nonvolatile memory is performed by applying a ferroelectric PE hysteresis loop shown in FIG. That is, when an external electric field is applied to the ferroelectric layer and then the external electric field is removed, the ferroelectric layer exhibits spontaneous polarization. And the remanent polarization of the ferroelectric layer is
The -P r when when positive direction of the external electric field is applied + P r, the negative direction of the external electric field is applied. Here, the case where the remanent polarization is + P r (see “D” in FIG. 25) is data “0”, and the case where the remanent polarization is −P r (see “A” in FIG. 25) is data “ 1 ".

【0004】「1」あるいは「0」の状態を判別するた
めに、強誘電体層に例えばプラス方向の外部電界を印加
する。これによって、強誘電体層の分極は図25の
「C」の状態となる。このとき、データが「0」であれ
ば、強誘電体層の分極状態は、「D」から「C」の状態
に変化する。一方、データが「1」であれば、強誘電体
層の分極状態は、「A」から「B」を経由して「C」の
状態に変化する。データが「0」の場合には、強誘電体
層の分極反転は生じない。一方、データが「1」の場合
には、強誘電体層に分極反転が生じる。その結果、キャ
パシタ部の蓄積電荷量に差が生じる。選択された不揮発
性メモリの選択用トランジスタをオンにすることで、こ
の蓄積電荷を信号電流として検出する。データの読出し
後、外部電界を0にすると、データが「0」のときでも
「1」のときでも、強誘電体層の分極状態は図25の
「D」の状態となってしまう。即ち、読出し時、データ
「1」は、一旦、破壊されてしまう。それ故、データが
「1」の場合、マイナス方向の外部電界を印加して、
「D」、「E」という経路で「A」の状態とし、データ
「1」を再度書き込む。
In order to determine the state of “1” or “0”, for example, an external electric field in the positive direction is applied to the ferroelectric layer. As a result, the polarization of the ferroelectric layer is in the state of “C” in FIG. At this time, if the data is “0”, the polarization state of the ferroelectric layer changes from “D” to “C”. On the other hand, if the data is “1”, the polarization state of the ferroelectric layer changes from “A” to “C” via “B”. When the data is “0”, no polarization inversion of the ferroelectric layer occurs. On the other hand, when the data is “1”, polarization inversion occurs in the ferroelectric layer. As a result, a difference occurs in the amount of charge stored in the capacitor unit. By turning on the selection transistor of the selected nonvolatile memory, this accumulated charge is detected as a signal current. If the external electric field is set to 0 after reading the data, the polarization state of the ferroelectric layer becomes the state of “D” in FIG. 25 regardless of whether the data is “0” or “1”. That is, at the time of reading, the data “1” is temporarily destroyed. Therefore, when the data is “1”, an external electric field in the negative direction is applied,
The state of “A” is set via the paths “D” and “E”, and data “1” is written again.

【0005】現在主流となっている不揮発性メモリの構
造及びその動作は、米国特許第4873664号におい
て、S.Sheffiledらが提案したものである。
この不揮発性メモリは、図26に等価回路図を示すよう
に、2つのメモリセルから構成されている。尚、図26
において、1つの不揮発性メモリを点線で囲った。各メ
モリセルは、例えば、選択用トランジスタTR11,TR
12、キャパシタ部FC 11,FC12から構成されている。
[0005] The structure of nonvolatile memory, which is currently the mainstream, is
The construction and its operation are described in U.S. Pat. No. 4,873,664.
And S. Shefilled et al.
This nonvolatile memory has an equivalent circuit diagram shown in FIG.
And two memory cells. Incidentally, FIG.
, One nonvolatile memory was surrounded by a dotted line. Each method
The memory cell is, for example, a selection transistor TR11, TR
12, Capacitor part FC 11, FC12It is composed of

【0006】尚、2桁あるいは3桁の添字、例えば添字
「11」は、本来、添字「1,1」と表示すべき添字で
あり、例えば「111」は、本来、添字「11,1」と
表示すべき添字であるが、表示の簡素化のため、2桁あ
るいは3桁の添字で表示する。また、添字「M」を、例
えば複数のメモリセルやプレート線を総括的に表示する
場合に使用し、添字「m」を、例えば複数のメモリセル
やプレート線を個々に表示する場合に使用する。
A two- or three-digit suffix, for example, a suffix “11”, is a suffix that should be displayed as a suffix “1,1”. For example, “111” is a suffix “11,1”. Is to be displayed, but for simplicity of display, it is displayed with a two-digit or three-digit subscript. The subscript “M” is used, for example, when displaying a plurality of memory cells and plate lines collectively, and the subscript “m” is used, for example, when displaying a plurality of memory cells and plate lines individually. .

【0007】そして、それぞれのメモリセルに相補的な
データを書き込むことにより、1ビットを記憶する。図
26において、符号「WL」はワード線を示し、符号
「BL」はビット線を示し、符号「PL」はプレート線
を意味する。1つの不揮発性メモリに着目すると、ワー
ド線W1は、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続さ
れている。また、ビット線BL1,BL2は、差動センス
アンプSAに接続されている。更には、プレート線PL
1は、プレート線デコーダ/ドライバPDに接続されて
いる。
Then, one bit is stored by writing complementary data to each memory cell. In FIG. 26, the symbol “WL” indicates a word line, the symbol “BL” indicates a bit line, and the symbol “PL” indicates a plate line. Focusing on one nonvolatile memory, the word line W 1 is connected to a word line decoder / driver WD. The bit lines BL 1 and BL 2 are connected to a differential sense amplifier SA. Further, the plate line PL
1 is connected to the plate line decoder / driver PD.

【0008】このような構造を有する不揮発性メモリに
おいて、記憶されたデータを読み出す場合、ワード線W
1を選択し、更には、プレート線PL1を駆動すると、
相補的なデータが、対となったキャパシタ部FC11,F
12から選択用トランジスタTR11,TR12を介して対
となったビット線BL1,BL2に電圧(ビット線電位)
として現れる。かかる対となったビット線BL1,BL2
の電圧(ビット線電位)を、差動センスアンプSAで検
出する。
When reading stored data in a nonvolatile memory having such a structure, the word line W
When L 1 is selected and the plate line PL 1 is driven,
Complementary data is stored in a pair of capacitor units FC 11 , F
A voltage (bit line potential) is applied to the paired bit lines BL 1 and BL 2 from C 12 via the selection transistors TR 11 and TR 12.
Appear as. The paired bit lines BL 1 and BL 2
(Bit line potential) is detected by the differential sense amplifier SA.

【0009】1つの不揮発性メモリは、ワード線W
1、及び、対となったビット線BL1,BL2によって
囲まれた領域を占めている。従って、仮に、ワード線及
びビット線が最短ピッチで配置されるとすると、1つの
不揮発性メモリの最小面積は、加工最小寸法をFとした
とき、8F2である。従って、このような構造を有する
不揮発性メモリの最小面積は8F2である。
One nonvolatile memory has a word line W
L 1 and a region surrounded by a pair of bit lines BL 1 and BL 2 . Therefore, if the word lines and the bit lines are arranged at the shortest pitch, the minimum area of one nonvolatile memory is 8F 2 when the minimum processing dimension is F. Therefore, the minimum area of the nonvolatile memory having such a structure is 8F 2 .

【0010】このような構造の不揮発性メモリを大容量
化しようとした場合、その実現は加工寸法の微細化に依
存するしかない。また、1つの不揮発性メモリを構成す
るために2つの選択用トランジスタ及び2つのキャパシ
タ部が必要とされる。更には、ワード線と同じピッチで
プレート線を配設する必要がある。それ故、不揮発性メ
モリを最小ピッチで配置することは殆ど不可能であり、
現実には、1つの不揮発性メモリの占める面積は、8F
2よりも大幅に増加してしまう。
When an attempt is made to increase the capacity of a nonvolatile memory having such a structure, its realization depends only on miniaturization of processing dimensions. Further, two selection transistors and two capacitor units are required to constitute one nonvolatile memory. Further, it is necessary to arrange the plate lines at the same pitch as the word lines. Therefore, it is almost impossible to arrange nonvolatile memories at the minimum pitch,
In reality, the area occupied by one nonvolatile memory is 8F
It will increase significantly than 2 .

【0011】しかも、不揮発性メモリと同等のピッチ
で、ワード線デコーダ/ドライバWD及びプレート線デ
コーダ/ドライバPDを配設する必要がある。云い換え
れば、1つのロー・アドレスを選択するために2つのデ
コーダ/ドライバが必要とされる。従って、周辺回路の
レイアウトが困難となり、しかも、周辺回路の占有面積
も大きなものとなる。
Furthermore, it is necessary to arrange the word line decoder / driver WD and the plate line decoder / driver PD at the same pitch as that of the nonvolatile memory. In other words, two decoders / drivers are required to select one row address. Therefore, the layout of the peripheral circuit becomes difficult, and the area occupied by the peripheral circuit becomes large.

【0012】不揮発性メモリの面積を縮小する手段の1
つが、特開平9−121032号公報から公知である。
図27に等価回路図を示すように、この特許公開公報に
開示された不揮発性メモリは、1つの選択用トランジス
タTR1の一端に並列に複数のキャパシタ部のそれぞれ
の一端が接続されたメモリセルMC1M(例えば、M=
4)から構成され、かかる不揮発性メモリと対となった
不揮発性メモリも、1つの選択用トランジスタTR2
一端に並列に複数のキャパシタ部のそれぞれの一端が接
続されたメモリセルMC2Mから構成されている。選択用
トランジスタTR 1,TR2の他端は、それぞれ、ビット
線BL1,BL2に接続されている。対となったビット線
BL1,BL2は、差動センスアンプSAに接続されてい
る。また、メモリセルMC1m,MC2m(m=1,2・・
・M)の他端はプレート線PLmに接続されており、プ
レート線PLmはプレート線デコーダ/ドライバPDに
接続されている。更に、ワード線WLは、ワード線デコ
ーダ/ドライバWDに接続されている。
One of the means for reducing the area of the nonvolatile memory is
One is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-121032.
As shown in an equivalent circuit diagram in FIG.
The disclosed non-volatile memory includes one selection transistor.
TA TR1Each of multiple capacitor parts in parallel with one end of
Cell MC having one end connected to1M(For example, M =
4) and paired with such a nonvolatile memory
The non-volatile memory also has one selection transistor TR.Twoof
One end of each of the capacitor units is connected in parallel to one end.
Connected memory cells MC2MIt is composed of For selection
Transistor TR 1, TRTwoThe other end of each is a bit
Line BL1, BLTwoIt is connected to the. Bit line pair
BL1, BLTwoIs connected to the differential sense amplifier SA.
You. Also, the memory cell MC1m, MC2m(M = 1,2 ...
・ The other end of M) is a plate line PLmConnected to the
Rate line PLmIs for plate line decoder / driver PD
It is connected. Further, the word line WL is a word line deco.
WD / driver WD.

【0013】そして、対となったメモリセルMC1m,M
2m(m=1,2・・・M)に相補的なデータが記憶さ
れる。例えば、メモリセルMC1k,MC2k(ここで、k
は1,2,3,4のいずれか)に記憶されたデータを読
み出す場合、ワード線WLを選択し、プレート線PLm
(m≠k)には(1/2)Vccの電圧を印加した状態
で、プレート線PLkを駆動する。ここで、Vccは、例
えば、電源電圧である。これによって、相補的なデータ
が、対となったメモリセルMC1k,MC2kから選択用ト
ランジスタTR1,TR2を介して対となったビット線B
1,BL2に電圧(電位)として現れる。そして、かか
る対となったビット線BL1,BL2の電圧(電位)を、
差動センスアンプSAで検出する。
The paired memory cells MC 1m , M 1
Complementary data is stored in C 2m (m = 1, 2,..., M). For example, memory cells MC 1k , MC 2k (where k
When reading data stored in any one of 1, 2, 3, and 4), the word line WL is selected and the plate line PL m is selected.
The (m ≠ k) while applying a voltage of (1/2) V cc, driving the plate line PL k. Here, V cc is, for example, a power supply voltage. As a result, complementary data is transferred from the paired memory cells MC 1k and MC 2k to the paired bit line B via the selection transistors TR 1 and TR 2.
It appears as a voltage (potential) on L 1 and BL 2 . Then, the voltages (potentials) of the paired bit lines BL 1 and BL 2 are
It is detected by the differential sense amplifier SA.

【0014】対となった不揮発性メモリにおける一対の
選択用トランジスタTR1及びTR2は、ワード線WL、
及び、対となったビット線BL1,BL2によって囲まれ
た領域を占めている。従って、仮に、ワード線及びビッ
ト線が最短ピッチで配置されるとすると、対となった不
揮発性メモリにおける一対の選択用トランジスタTR 1
及びTR2の最小面積は、8F2である。しかしながら、
一対の選択用トランジスタTR1,TR2を、M組の対と
なったメモリセルMC1m,MC2m(m=1,2・・・
M)で共有するが故に、1ビット当たりの選択用トラン
ジスタTR1,TR2の数が少なくて済み、また、ワード
線WLの配置も緩やかなので、不揮発性メモリの縮小化
を図り易い。しかも、周辺回路についても、1本のワー
ド線デコーダ/ドライバWDとM本のプレート線デコー
ダ/ドライバPDでMビットを選択することができる。
従って、このような構成を採用することで、セル面積が
8F2に近いレイアウトを実現可能であり、DRAM並
のチップサイズを実現することができる。
A pair of nonvolatile memories in a pair
Selection transistor TR1And TRTwoAre the word lines WL,
And the paired bit lines BL1, BLTwoSurrounded by
Occupies an area. Therefore, if the word lines and bit
If the conductors are arranged at the shortest pitch,
A pair of selection transistors TR in a volatile memory 1
And TRTwoArea is 8FTwoIt is. However,
A pair of selection transistors TR1, TRTwoWith M pairs
Memory cell MC1m, MC2m(M = 1, 2 ...
M), the selection transformer per bit
Jista TR1, TRTwoFewer words and words
Since the arrangement of the lines WL is loose, the size of the nonvolatile memory can be reduced.
It is easy to plan. In addition, one word
Line decoder / driver WD and M plate line decoders
The M bit can be selected by the data / driver PD.
Therefore, by adopting such a configuration, the cell area is reduced.
8FTwoLayout that is close to that of a DRAM.
Chip size can be realized.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】特開平9−12103
2号公報に開示された不揮発性メモリの面積を縮小する
手法は、非常に効果的な手法であるが、以下に述べる問
題点を有する。
Problems to be Solved by the Invention Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-12103
The technique for reducing the area of the nonvolatile memory disclosed in Japanese Patent Publication No. 2 is very effective, but has the following problems.

【0016】即ち、例えば、対となったメモリセルMC
11,MC21において、メモリセルMC11にデータ「1」
を書き込む場合、プレート線PL1をグランドレベル
(0ボルト)とし、ビット線BL1をVccとすることに
よって、強誘電体層を分極させるが、このとき、メモリ
セルMC21にデータ「0」を保持しておくために、ビッ
ト線BL2をグランドレベル(0ボルト)とする必要が
ある。尚、これらのメモリセルMC11,MC21を選択メ
モリセルと呼ぶ。
That is, for example, a pair of memory cells MC
11 and MC 21 , the data “1” is stored in the memory cell MC 11.
When writing, the plate line PL 1 and ground level (0 volt), by the V cc bit lines BL 1, but to polarize the ferroelectric layer, this time, in the memory cell MC 21 data "0" to keep holding the, it is necessary to make the bit line BL 2 and the ground level (0 volt). Note that these memory cells MC 11 and MC 21 are called selected memory cells.

【0017】一方、非選択プレート線PLm(m=2,
3,4)に接続されたメモリセル(非選択メモリセル)
MC1m,MC2m(m=2,3,4)に記憶されたデータ
の破壊を防止するために、非選択プレート線PLm(m
=2,3,4)を、ビット線BL1,BL2の中間の電圧
である(1/2)Vccに固定し、非選択メモリセルMC
1m,MC2mのキャパシタ部を構成する強誘電体層に加わ
る電界を緩和する。即ち、非選択メモリセルMC1m,M
2mには、(1/2)Vccのディスターブが加わる。
On the other hand, unselected plate lines PL m (m = 2,
Memory cells connected to (3, 4) (non-selected memory cells)
In order to prevent destruction of data stored in MC 1m and MC 2m (m = 2, 3, 4), unselected plate lines PL m (m
= 2, 3, 4), is an intermediate voltage of the bit line BL 1, BL 2 (1/2) fixed at V cc, non-selected memory cells MC
The electric field applied to the ferroelectric layer constituting the capacitor section of 1 m and MC 2 m is reduced. That is, the unselected memory cells MC 1m , M
A disturbance of (1/2) V cc is added to C 2m .

【0018】ここで、ディスターブとは、非選択メモリ
セルのキャパシタ部を構成する強誘電体層に対して、分
極が反転する方向に、即ち、保存されていたデータが劣
化若しくは破壊される方向に、電界が加わる現象を指
す。非選択メモリセルMC1m,MC2mのキャパシタ部を
構成する強誘電体層に強度のディスターブが加わると、
分極反転が生じ、非選択メモリセルMC1m,MC2mに保
持されていたデータが破壊されてしまう。
Here, the disturb refers to the direction in which the polarization is inverted with respect to the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell, that is, the direction in which the stored data is deteriorated or destroyed. , An electric field is applied. When a strong disturbance is applied to the ferroelectric layers constituting the capacitor portions of the unselected memory cells MC 1m and MC 2m ,
Polarization inversion occurs, and the data held in the unselected memory cells MC 1m and MC 2m is destroyed.

【0019】一般に、非選択プレート線PLmに印加さ
れる印加電圧とビット線との間の電位差が大きくなる
程、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘電
体層に分極反転が生じ易くなる。また、選択プレート線
PL1に印加される印加電圧のパルス幅及び非選択プレ
ート線PLmに印加される印加電圧のパルス幅(以下、
これらを印加電圧パルス幅と呼ぶ)が長くなる程、非選
択メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘電体層に分
極反転が生じ易くなる。従って、印加電圧パルス幅を短
くすれば、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成する
強誘電体層に分極反転が生じ難くなるが、選択メモリセ
ルにおけるデータ書込みや読出しを確実には行えなくな
る。一方、印加電圧パルス幅を長くすれば、選択メモリ
セルにおけるデータ書込み及び/又は読出しを確実に行
えるが、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成する強
誘電体層に分極反転が生じ易くなる。
[0019] In general, as the potential difference between the applied voltage and the bit line applied to the non-selected plate line PL m increases, likely polarization inversion occurs in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cells Become. The pulse width of the voltage applied to the pulse width and the non-selected plate line PL m of the voltage applied to the selected plate line PL 1 (hereinafter,
As the applied voltage pulse width becomes longer, the polarization inversion is more likely to occur in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the unselected memory cell. Therefore, if the pulse width of the applied voltage is reduced, polarization inversion hardly occurs in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell, but data writing and reading in the selected memory cell cannot be performed reliably. On the other hand, if the applied voltage pulse width is made longer, data writing and / or reading in the selected memory cell can be performed reliably, but polarization inversion tends to occur in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell.

【0020】ところで、従来の不揮発性メモリにおいて
は、印加電圧パルス幅は不揮発性メモリの設計時に決定
されており、しかも、システムの動作クロックに連動し
ている。即ち、プレート線PLm(m=1,2・・・
M)に印加される印加電圧パルス幅は、静的にしか制御
されておらず、不揮発性メモリの動作時に、印加電圧パ
ルス幅を動的に最適化する、即ち、可変制御するといっ
た方式は知られていない。
Incidentally, in the conventional nonvolatile memory, the pulse width of the applied voltage is determined at the time of designing the nonvolatile memory, and is interlocked with the operation clock of the system. That is, the plate line PL m (m = 1, 2,...)
The applied voltage pulse width applied to M) is controlled only statically, and there is no known method of dynamically optimizing the applied voltage pulse width, that is, variably controlling the applied voltage pulse width during the operation of the nonvolatile memory. Not been.

【0021】どの程度のディスターブが加わると、非選
択メモリセルMC1m,MC2mのキャパシタ部を構成する
強誘電体層に分極反転が生じるかは、例えば、強誘電体
層の膜厚や組成に依存し、また、強誘電体層の温度に依
存する。不揮発性メモリチップの製造時、強誘電体層の
膜厚や組成にばらつきが発生することがある。従って、
印加電圧の値や印加電圧パルス幅の値を設計時に決定し
ておいても、選択メモリセルにおけるデータ書込み及び
/又は読出しを確実には行えなくなったり、あるいは
又、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘電
体層に分極反転が生じるといった現象の発生抑制が困難
となる。
The degree of disturbance applied to the ferroelectric layers constituting the capacitor portions of the non-selected memory cells MC 1m and MC 2m causes polarization reversal, for example, depending on the thickness and composition of the ferroelectric layers. And the temperature of the ferroelectric layer. When manufacturing a non-volatile memory chip, the thickness and composition of the ferroelectric layer may vary. Therefore,
Even if the value of the applied voltage or the value of the applied voltage pulse width is determined at the time of design, data writing and / or reading in the selected memory cell cannot be performed reliably, or the capacitor portion of the unselected memory cell is not used. It is difficult to suppress the occurrence of a phenomenon that polarization inversion occurs in the constituent ferroelectric layer.

【0022】また、強誘電体層を構成する強誘電体材料
は、本質的な物性として、反転電圧が負の温度特性を有
する。図28の(A)及び(B)に、20゜C及び10
5゜Cにおける強誘電体材料のP−Eヒステリシスルー
プを例示する。尚、図28の(A)及び(B)におい
て、実線のP−EヒステリシスループはVcc=1.5ボ
ルトの場合を示し、点線のP−Eヒステリシスループは
cc=1.0ボルトの場合を示す。0ボルトにおけるデ
ータ「1」状態、データ「0」状態の分極量の差が2P
rとして示されており、この2Prの値が信号量(信号電
荷)に相当する。図28において、動作温度20゜Cに
おける反転電圧は±0.9ボルト程度である。従って、
cc=1.5ボルトで不揮発性メモリを動作させれば、
ディスターブの電圧である(1/2)Vccでは、非選択
メモリセルのキャパシタ部に記憶されたデータが破壊さ
れることなく、7.9μC/cm2の信号電荷を保持で
きる。これに対して、105゜Cにおける反転電圧は±
0.55ボルト程度である。従って、Vcc=1.5ボル
トで不揮発性メモリを動作させれば、11μC/cm 2
の信号電荷を保持できるものの、ディスターブの電圧で
ある(1/2)Vccでは、非選択メモリセルのキャパシ
タ部の電荷が反転し、記憶されたデータが破壊される。
Further, a ferroelectric material constituting the ferroelectric layer
Has a negative temperature characteristic as the intrinsic physical property
I do. (A) and (B) of FIG.
PE hysteresis through ferroelectric material at 5 ° C
An example is shown below. In addition, in (A) and (B) of FIG.
Therefore, the PE hysteresis loop of the solid line is Vcc= 1.5 button
And the dotted line PE hysteresis loop is
Vcc= 1.0 volts. Data at 0 volts
The difference in polarization between data "1" state and data "0" state is 2P
rThis 2PrIs the signal amount (signal power
Load). In FIG. 28, when the operating temperature is 20 ° C.
The reversal voltage is about ± 0.9 volts. Therefore,
Vcc= 1.5 volts to operate the non-volatile memory,
Disturb voltage (1/2) VccNow, unselect
The data stored in the memory cell capacitor is destroyed.
7.9 μC / cmTwoSignal charge
Wear. On the other hand, the inversion voltage at 105 ° C is ±
It is about 0.55 volt. Therefore, Vcc= 1.5 Vol
If the nonvolatile memory is operated at a speed of 11 μC / cm Two
Signal charge can be held, but with disturb voltage
Some (1/2) VccNow, the capacity of unselected memory cells
The data in the data section is inverted, and the stored data is destroyed.

【0023】これとは逆に、動作温度105゜Cで非選
択メモリセルのキャパシタ部の電荷を反転させないため
には、Vcc=1ボルト程度とする必要がある。この場
合、6.9μC/cm2の信号電荷を保持できるもの
の、20゜Cでは、2.8μC/cm2の信号電荷しか
保持できなくなり、信号量が極端に小さくなってしま
う。このように、不揮発性メモリの抗電圧は大きな負の
温度依存性を有している。即ち、温度が上昇すると、不
揮発性メモリの抗電圧が減少し、非選択メモリセルのキ
ャパシタ部が分極反転し易くなる。
On the contrary, in order to prevent the charge of the capacitor portion of the non-selected memory cell from being inverted at the operating temperature of 105 ° C., it is necessary to set V cc = 1 volt. In this case, although it holds the signal charges of 6.9μC / cm 2, at 20 ° C, the signal charges of 2.8μC / cm 2 only will not be maintained, the signal amount becomes extremely small. As described above, the coercive voltage of the nonvolatile memory has a large negative temperature dependency. In other words, when the temperature rises, the coercive voltage of the non-volatile memory decreases, and the polarization of the capacitor portion of the non-selected memory cell tends to be reversed.

【0024】それ故、このような強誘電体層を構成する
強誘電体材料の反転電圧が負の温度特性を有するといっ
た特性に何らかの対策を施さないと、LSIに要求され
る温度範囲での不揮発性メモリの動作を保証できないと
いった問題がある。
Therefore, unless some measure is taken for the characteristic that the reversal voltage of the ferroelectric material constituting such a ferroelectric layer has a negative temperature characteristic, the non-volatile characteristics in the temperature range required for the LSI are increased. There is a problem that the operation of the non-volatile memory cannot be guaranteed.

【0025】従って、本発明の目的は、製造時のばらつ
きに対する対策、あるいは、強誘電体層を構成する強誘
電体材料の反転電圧の温度依存性に対する対策を備え、
動作を確実に保証することができ、しかも、ディスター
ブ耐性に優れた強誘電体型不揮発性半導体メモリを提供
することにある。更に、本発明の目的は、かかる強誘電
体型不揮発性半導体メモリでの使用に適した印加電圧パ
ルス幅制御回路を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a countermeasure against a variation at the time of manufacturing or a countermeasure against a temperature dependence of an inversion voltage of a ferroelectric material constituting a ferroelectric layer.
An object of the present invention is to provide a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory that can reliably guarantee the operation and has excellent disturbance resistance. It is a further object of the present invention to provide an applied voltage pulse width control circuit suitable for use in such a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第1の態様に係る強誘電体型不揮発性半導
体メモリは、強誘電体層を有するキャパシタ部を備えた
メモリセルが、複数、配列されて成るメモリユニットを
備え、選択メモリセルへのデータの書込み及び/又は選
択メモリセルからのデータの読出し時に選択メモリセル
のキャパシタ部に第1の電圧が印加されたとき、同時
に、非選択メモリセルのキャパシタ部に第2の電圧が印
加される構造を有する強誘電体型不揮発性半導体メモリ
であって、第1及び第2の電圧のパルス幅は、選択メモ
リセルにおいてはキャパシタ部へのデータの書込み及び
/又はデータの読出しを行うことができ、且つ、非選択
メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘電体層におい
ては分極反転が生じないようなパルス幅に可変制御され
ることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory, comprising: a memory cell having a capacitor section having a ferroelectric layer; When a first voltage is applied to the capacitor portion of the selected memory cell at the time of writing data to the selected memory cell and / or reading data from the selected memory cell, A ferroelectric nonvolatile semiconductor memory having a structure in which a second voltage is applied to a capacitor portion of a non-selected memory cell, wherein a pulse width of the first and second voltages is applied to a capacitor portion in a selected memory cell. Data writing and / or data reading, and polarization inversion occurs in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell. Characterized in that it is variably controlled in odd pulse width.

【0027】ここで、「可変制御する」とは、強誘電体
型不揮発性半導体メモリの動作時に、第1及び第2の電
圧のパルス幅を最適化するために可変に制御することを
意味する。また、「選択メモリセルへのデータの書込み
及び/又は選択メモリセルからのデータの読出し」と
は、選択メモリセルへのデータの書込み動作、選択メモ
リセルからのデータの読出し動作と選択メモリセルへの
データの再書込み動作の組合せを意味する。更には、
「選択メモリセルにおいてはキャパシタ部へのデータの
書込み及び/又はデータの読出しを行うことができ」と
は、選択メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘電体
層に対してデータ「1」あるいはデータ「0」の判別を
充分に且つ確実に行うことができるような分極量をかか
る強誘電体層に付与することを意味する。また、「非選
択メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘電体層にお
いては分極反転が生じない」とは、非選択メモリセルの
キャパシタ部に保持されたデータが破壊されず、このメ
モリセルにおけるデータ読出し動作において、かかるデ
ータを確実に読み出すことができるような分極量を確実
に保持することを意味する。以下においても同様であ
る。また、選択メモリセルのキャパシタ部に印加される
第1の電圧とは、キャパシタ部を構成する第1の電極に
加えられる電位と第2の電極に加えられる電位の電位差
を意味し、非選択メモリセルのキャパシタ部に印加され
る第2の電圧とは、キャパシタ部を構成する第1の電極
に加えられる電位と第2の電極に加えられる電位の電位
差を意味し、より具体的には、例えば、第1の電極が接
続されたビット線の電位と、第2の電極が接続されたプ
レート線の電位との差を意味する。
Here, "variably control" means variably controlling in order to optimize the pulse width of the first and second voltages during the operation of the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory. "Writing data to the selected memory cell and / or reading data from the selected memory cell" means "writing data to the selected memory cell, reading data from the selected memory cell, and writing data to the selected memory cell." Means a combination of the data rewrite operations. Furthermore,
"In the selected memory cell, data can be written to and / or read from the capacitor section" means that the data "1" or the data "1" is applied to the ferroelectric layer constituting the capacitor section of the selected memory cell. This means that such a ferroelectric layer is provided with a polarization amount that can sufficiently and reliably determine “0”. Further, "the polarization inversion does not occur in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell" means that the data held in the capacitor portion of the non-selected memory cell is not destroyed, and the data in this memory cell is not destroyed. In the read operation, this means that the amount of polarization that can reliably read such data is reliably maintained. The same applies to the following. The first voltage applied to the capacitor portion of the selected memory cell means a potential difference between a potential applied to the first electrode and a potential applied to the second electrode forming the capacitor portion, and The second voltage applied to the capacitor portion of the cell means a potential difference between a potential applied to the first electrode and a potential applied to the second electrode constituting the capacitor portion, and more specifically, for example, , The difference between the potential of the bit line to which the first electrode is connected and the potential of the plate line to which the second electrode is connected.

【0028】本発明の第1の態様に係る強誘電体型不揮
発性半導体メモリにおいては、第1及び第2の電圧のパ
ルス幅は、強誘電体層の温度変化に依存して可変制御さ
れることが好ましい。
In the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the first aspect of the present invention, the pulse widths of the first and second voltages are variably controlled depending on a temperature change of the ferroelectric layer. Is preferred.

【0029】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、強誘
電体層を有するキャパシタ部を備えたメモリセルが、複
数、配列されて成るメモリユニットを備え、選択メモリ
セルへのデータの書込み及び/又は選択メモリセルから
のデータの読出し時に選択メモリセルのキャパシタ部に
第1の電圧が印加されたとき、同時に、非選択メモリセ
ルのキャパシタ部に第2の電圧が印加される構造を有す
る強誘電体型不揮発性半導体メモリであって、印加電圧
パルス幅制御回路を更に備え、該印加電圧パルス幅制御
回路は、第1及び第2の電圧のパルス幅を、選択メモリ
セルにおいてはキャパシタ部へのデータの書込み及び/
又はデータの読出しを行うことができ、且つ、非選択メ
モリセルのキャパシタ部を構成する強誘電体層において
は分極反転が生じないようなパルス幅に可変制御するこ
とを特徴とする。
The second object of the present invention for achieving the above object is as follows.
The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the aspect includes a memory unit in which a plurality of memory cells each including a capacitor unit having a ferroelectric layer are arranged, and writes and / or writes data to a selected memory cell. A ferroelectric type having a structure in which a first voltage is applied to a capacitor portion of a selected memory cell when data is read from a selected memory cell and a second voltage is simultaneously applied to a capacitor portion of an unselected memory cell A nonvolatile semiconductor memory, further comprising an applied voltage pulse width control circuit, wherein the applied voltage pulse width control circuit controls the pulse width of the first and second voltages to transfer data to a capacitor portion in a selected memory cell. Writing and / or
Alternatively, the pulse width can be variably controlled so that the data can be read and the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell does not cause polarization inversion.

【0030】上記の目的は、強誘電体層を有するキャパ
シタ部を備えたメモリセルにおいて、キャパシタ部に印
加される印加電圧のパルス幅を可変制御するための印加
電圧パルス幅制御回路であって、強誘電体キャパシタを
備えていることを特徴とする本発明の印加電圧パルス幅
制御回路によって達成することができる。
An object of the present invention is to provide an applied voltage pulse width control circuit for variably controlling a pulse width of an applied voltage applied to a capacitor portion in a memory cell including a capacitor portion having a ferroelectric layer, The present invention can be achieved by an applied voltage pulse width control circuit according to the present invention, which includes a ferroelectric capacitor.

【0031】本発明の第1の態様若しくは第2の態様に
係る強誘電体型不揮発性半導体メモリ(以下、これらを
総称して、本発明の不揮発性メモリと呼ぶ場合がある)
においては、メモリユニットは、(A)ビット線と、
(B)選択用トランジスタと、(C)M個(但し、M≧
2)のメモリセルと、(D)M本のプレート線、から成
り、各メモリセルを構成するキャパシタ部は、第1の電
極と強誘電体層と第2の電極とから成り、メモリセルを
構成するキャパシタ部の第1の電極は、メモリユニット
において共通であり、共通の第1の電極は、選択用トラ
ンジスタを介してビット線に接続され、第2の電極はプ
レート線に接続されている構成とすることができる。
The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the first or second embodiment of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to as the nonvolatile memory of the present invention).
, The memory unit comprises: (A) a bit line;
(B) a selection transistor and (C) M (where M ≧
The capacitor section which comprises the memory cell of 2) and (D) M plate lines, and constitutes each memory cell, comprises a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode. The first electrode of the capacitor unit to be configured is common in the memory unit, the common first electrode is connected to a bit line via a selection transistor, and the second electrode is connected to a plate line. It can be configured.

【0032】尚、このような構成においては、M≧2を
満足すればよく、実際的なMの値として、例えば、2の
べき数(M=2,4,8,16,32・・・)を挙げる
ことができる。
In such a configuration, it suffices to satisfy M ≧ 2. As a practical value of M, for example, a power of 2 (M = 2, 4, 8, 16, 32,...) ).

【0033】尚、上記の構成を有する本発明の不揮発性
メモリにおいては、第1及び第2の電圧はプレート線を
介してキャパシタ部に印加され、あるいは又、印加電圧
パルス幅制御回路はプレート線に接続されている構成と
することができる。また、本発明の印加電圧パルス幅制
御回路にあっては、上記の構成を有する不揮発性メモリ
において、印加電圧パルス幅制御回路をプレート線に接
続されている構成とすればよい。尚、本発明の第1の態
様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリにおいては、
第1及び第2の電圧のパルス幅によって、更に、選択用
トランジスタの作動を制御することが好ましい。また、
本発明の上記の構成を有する第2の態様に係る不揮発性
メモリにあっては、あるいは又、本発明の印加電圧パル
ス幅制御回路にあっては、印加電圧パルス幅制御回路に
よって、更に、選択用トランジスタの作動を制御するこ
とが好ましい。
In the nonvolatile memory according to the present invention having the above-described structure, the first and second voltages are applied to the capacitor section via the plate line, or the applied voltage pulse width control circuit is connected to the plate line. Can be connected. In the applied voltage pulse width control circuit according to the present invention, in the nonvolatile memory having the above configuration, the applied voltage pulse width control circuit may be configured to be connected to a plate line. In the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the first aspect of the present invention,
It is preferable that the operation of the selection transistor is further controlled by the pulse widths of the first and second voltages. Also,
In the nonvolatile memory according to the second aspect having the above-described configuration of the present invention, or in the applied voltage pulse width control circuit of the present invention, the selection is further performed by the applied voltage pulse width control circuit. It is preferable to control the operation of the application transistor.

【0034】本発明の不揮発性メモリにおいては、第1
の電圧の値をVSEL、第2の電圧の値をVNON-SELとした
とき、ディスターブの発生を防止するために、|V
NON-SEL|=α|VSEL|(但し、0<α<1)を満足す
ることが要求される。尚、αは、好ましくは0<α≦
0.6、一層好ましくは0<α≦0.35を満足するこ
とが望ましい。
In the nonvolatile memory of the present invention, the first
When the value of the voltage V SEL is V SEL and the value of the second voltage V NON-SEL , to prevent the occurrence of disturbance, | V
NON-SEL | = α | V SEL | (where 0 <α <1) is required to be satisfied. Α is preferably 0 <α ≦
0.6, and more preferably 0 <α ≦ 0.35.

【0035】本発明の第2の態様に係る不揮発性メモリ
において、印加電圧パルス幅制御回路には、強誘電体キ
ャパシタが備えられていることが好ましい。ここで、こ
のような構成の第2の態様に係る不揮発性メモリにあっ
ては、あるいは又、本発明の印加電圧パルス幅制御回路
にあっては、強誘電体キャパシタは、メモリセルと同様
に、第1の電極と強誘電体層と第2の電極とから成る。
そして、このような構成の第2の態様に係る不揮発性メ
モリにあっては、あるいは又、本発明の印加電圧パルス
幅制御回路にあっては、印加電圧パルス幅制御回路を構
成する強誘電体キャパシタにおける分極量(より具体的
には、強誘電体キャパシタを構成する強誘電体層の分極
量)が変化する時間に基づき、第1及び第2の電圧のパ
ルス幅が可変制御される構成とすることが好ましい。そ
して、印加電圧パルス幅制御回路には、強誘電体キャパ
シタに接続されたキャパシタ(コンデンサ)が更に備え
られており、該キャパシタ(コンデンサ)の電荷蓄積量
に基づき第1及び第2の電圧あるいは印加電圧のパルス
幅が可変制御されることが望ましい。更には、この場
合、複数のキャパシタ(コンデンサ)が備えられ、該複
数のキャパシタ(コンデンサ)のそれぞれの使用、不使
用によって、第1及び第2の電圧あるいは印加電圧のパ
ルス幅基本設定値が決定され、あるいは又、複数のキャ
パシタ(コンデンサ)が備えられ、更に、温度検出・制
御手段を備え、該温度検出・制御手段によって検出され
た温度に基づき、該複数のキャパシタ(コンデンサ)の
それぞれの作動が制御される構成とすることが望まし
い。あるいは又、複数のキャパシタ(コンデンサ)が備
えられ、更に、温度検出・制御手段を備え、該複数のキ
ャパシタ(コンデンサ)のそれぞれの使用、不使用によ
って、第1及び第2の電圧あるいは印加電圧のパルス幅
基本設定値が決定され、更に、該温度検出・制御手段に
よって検出された温度に基づき、該複数のキャパシタ
(コンデンサ)のそれぞれの作動が制御される構成とす
ることもできる。尚、複数のキャパシタのそれぞれの使
用、不使用は、例えば、レーザ光線を用いてキャパシタ
のそれぞれに接続された配線を切断することによって達
成することができる。また、複数のキャパシタのそれぞ
れの作動の制御は、キャパシタのそれぞれに、例えば、
MOS型FETから成るスイッチング素子を接続してお
き、かかるスイッチング素子の作動(オン/オフ)を温
度検出・制御手段によって制御することで達成すること
ができる。ここで、パルス幅基本設定値とは、例えば、
一定の条件下、試作された不揮発性メモリの動作試験を
行い予め決定された、実生産における不揮発性メモリに
対する最適な印加電圧パルス幅であり、実生産における
不揮発性メモリの動作時、印加電圧パルス幅を可変に制
御するときの基本となる印加電圧パルス幅の値である。
In the nonvolatile memory according to the second aspect of the present invention, it is preferable that the applied voltage pulse width control circuit includes a ferroelectric capacitor. Here, in the nonvolatile memory according to the second embodiment having such a configuration, or alternatively, in the applied voltage pulse width control circuit of the present invention, the ferroelectric capacitor is the same as the memory cell. , A first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode.
In the nonvolatile memory according to the second aspect having such a configuration, or in the applied voltage pulse width control circuit of the present invention, the ferroelectric material constituting the applied voltage pulse width control circuit is used. A configuration in which the pulse widths of the first and second voltages are variably controlled based on the time during which the amount of polarization of the capacitor (more specifically, the amount of polarization of the ferroelectric layer constituting the ferroelectric capacitor) changes. Is preferred. The applied voltage pulse width control circuit further includes a capacitor (capacitor) connected to the ferroelectric capacitor, and the first and second voltages or applied voltages are set based on the amount of charge stored in the capacitor (capacitor). It is desirable that the pulse width of the voltage is variably controlled. Furthermore, in this case, a plurality of capacitors (capacitors) are provided, and the pulse width basic set value of the first and second voltages or the applied voltage is determined by use or non-use of each of the plurality of capacitors (capacitors). Alternatively, a plurality of capacitors (capacitors) are provided, and further, a temperature detection / control means is provided, and each of the plurality of capacitors (capacitors) operates based on the temperature detected by the temperature detection / control means. Is desirably controlled. Alternatively, a plurality of capacitors (capacitors) are provided, and further, a temperature detecting / controlling means is provided, and the use of each of the plurality of capacitors (capacitors) depends on whether the first voltage and the second voltage or the applied voltage is applied. The pulse width basic set value may be determined, and the operation of each of the plurality of capacitors (capacitors) may be controlled based on the temperature detected by the temperature detection / control means. The use or non-use of each of the plurality of capacitors can be achieved, for example, by cutting the wiring connected to each of the capacitors using a laser beam. In addition, the control of the operation of each of the plurality of capacitors includes, for example,
This can be achieved by connecting a switching element composed of a MOS FET and controlling the operation (on / off) of the switching element by a temperature detection / control unit. Here, the pulse width basic setting value is, for example,
Under certain conditions, an operation test of a prototyped nonvolatile memory is performed, and the predetermined applied voltage pulse width for the nonvolatile memory in actual production is determined in advance. This is the value of the applied voltage pulse width that is the basis for variably controlling the width.

【0036】本発明の第2の態様に係る不揮発性メモリ
若しくは本発明の印加電圧パルス幅制御回路におけるメ
モリセルを構成するキャパシタ部と強誘電体キャパシタ
とは、実質的に同じ構造を有し、同時に形成することが
できる。即ち、メモリセルを構成する第1の電極と強誘
電体層と第2の電極と、強誘電体キャパシタを構成する
第1の電極と強誘電体層と第2の電極とは、同じ材料か
ら構成することが好ましい。メモリセルを構成する強誘
電体層、及び、強誘電体キャパシタを構成する強誘電体
層を、以下、総称して、強誘電体層等と呼ぶ場合があ
る。
In the nonvolatile memory according to the second aspect of the present invention or the memory cell in the applied voltage pulse width control circuit of the present invention, the capacitor part and the ferroelectric capacitor constituting the memory cell have substantially the same structure, It can be formed simultaneously. That is, the first electrode, the ferroelectric layer, and the second electrode forming the memory cell, and the first electrode, the ferroelectric layer, and the second electrode forming the ferroelectric capacitor are made of the same material. It is preferable to configure. The ferroelectric layer forming the memory cell and the ferroelectric layer forming the ferroelectric capacitor may be hereinafter collectively referred to as a ferroelectric layer or the like.

【0037】強誘電体層等を構成する材料として、ビス
マス層状化合物、より具体的にはBi系層状構造ペロブ
スカイト型の強誘電体材料を挙げることができる。Bi
系層状構造ペロブスカイト型の強誘電体材料は、所謂不
定比化合物に属し、金属元素、アニオン(O等)元素の
両サイトにおける組成ずれに対する寛容性がある。ま
た、化学量論的組成からやや外れたところで最適な電気
的特性を示すことも珍しくない。Bi系層状構造ペロブ
スカイト型の強誘電体材料は、例えば、一般式(Bi2
22+(Am-1m3m+12-で表すことができる。こ
こで、「A」は、Bi、Pb、Ba、Sr、Ca、N
a、K、Cd等の金属から構成された群から選択された
1種類の金属を表し、「B」は、Ti、Nb、Ta、
W、Mo、Fe、Co、Crから成る群から選択された
1種類、若しくは複数種の任意の比率による組み合わせ
を表す。また、mは1以上の整数である。
As a material constituting the ferroelectric layer or the like, a bismuth layered compound, more specifically, a Bi-based layered structure perovskite type ferroelectric material can be exemplified. Bi
The perovskite-type ferroelectric material having a system layered structure belongs to a so-called nonstoichiometric compound, and has tolerance to composition deviation at both sites of a metal element and an anion (O or the like) element. In addition, it is not unusual to exhibit optimum electrical characteristics at a position slightly deviating from the stoichiometric composition. The Bi-based layered structure perovskite-type ferroelectric material has, for example, the general formula (Bi 2
O 2 ) 2+ (A m-1 B m O 3m + 1 ) 2- . Here, “A” is Bi, Pb, Ba, Sr, Ca, N
represents one kind of metal selected from the group consisting of metals such as a, K, and Cd, and “B” represents Ti, Nb, Ta,
One type selected from the group consisting of W, Mo, Fe, Co, and Cr, or a combination of a plurality of types at an arbitrary ratio. M is an integer of 1 or more.

【0038】あるいは又、強誘電体層等を構成する材料
は、 (BiX,Sr1-X2(SrY,Bi1-Y)(TaZ,Nb1-Z2d 式(1) (但し、0.9≦X≦1.0、0.7≦Y≦1.0、0
≦Z≦1.0、8.7≦d≦9.3)で表される結晶相
を主たる結晶相として含んでいることが好ましい。ある
いは又、強誘電体層等を構成する材料は、 BiXSrYTa2d 式(2) (但し、X+Y=3、0.7≦Y≦1.3、8.7≦d
≦9.3)で表される結晶相を主たる結晶相として含ん
でいることが好ましい。これらの場合、式(1)若しく
は式(2)で表される結晶相を主たる結晶相として85
%以上含んでいることが一層好ましい。尚、式(1)
中、(BiX,Sr1-X)の意味は、結晶構造における本
来Biが占めるサイトをSrが占め、このときのBiと
Srの割合がX:(1−X)であることを意味する。ま
た、(SrY,Bi1-Y)の意味は、結晶構造における本
来Srが占めるサイトをBiが占め、このときのSrと
Biの割合がY:(1−Y)であることを意味する。式
(1)若しくは式(2)で表される結晶相を主たる結晶
相として含む強誘電体層等を構成する材料には、Biの
酸化物、TaやNbの酸化物、Bi、TaやNbの複合
酸化物が若干含まれている場合もあり得る。
[0038] Alternatively, the material for constituting the ferroelectric layer or the like, (Bi X, Sr 1- X) 2 (Sr Y, Bi 1-Y) (Ta Z, Nb 1-Z) 2 O d Formula ( 1) (However, 0.9 ≦ X ≦ 1.0, 0.7 ≦ Y ≦ 1.0, 0
≦ Z ≦ 1.0, 8.7 ≦ d ≦ 9.3). Alternatively, the material for constituting the ferroelectric layer or the like, Bi X Sr Y Ta 2 O d (2) (wherein, X + Y = 3,0.7 ≦ Y ≦ 1.3,8.7 ≦ d
≤ 9.3) as a main crystal phase. In these cases, the crystal phase represented by the formula (1) or (2) is used as a main crystal phase.
% Is more preferable. Equation (1)
Among the meanings of (Bi X, Sr 1-X ) is the site occupied by the original in the crystal structure and Bi Sr occupies the proportion of Bi and Sr at this time X: means that it is (1-X) . Further, the meaning of (Sr Y , Bi 1-Y ) means that Bi occupies a site originally occupied by Sr in the crystal structure, and the ratio of Sr and Bi at this time is Y: (1-Y). . Materials constituting the ferroelectric layer or the like containing the crystal phase represented by the formula (1) or (2) as a main crystal phase include oxides of Bi, oxides of Ta and Nb, and oxides of Bi, Ta and Nb. May be slightly contained.

【0039】あるいは又、強誘電体層等を構成する材料
は、 BiX(Sr,Ca,Ba)Y(TaZ,Nb1-Z2d 式(3) (但し、1.7≦X≦2.5、0.6≦Y≦1.2、0
≦Z≦1.0、8.0≦d≦10.0)で表される結晶
相を含んでいてもよい。尚、「(Sr,Ca,Ba)」
は、Sr、Ca及びBaから構成された群から選択され
た1種類の元素を意味する。これらの各式で表される強
誘電体層等を構成する材料の組成を化学量論的組成で表
せば、例えば、Bi2SrTa29、Bi2SrNb
29、Bi2BaTa29、Bi2SrTaNbO9等を
挙げることができる。あるいは又、強誘電体層等を構成
する材料として、Bi4SrTi415、Bi4Ti
312、Bi2PbTa29等を例示することができる
が、これらの場合においても、各金属元素の比率は、結
晶構造が変化しない程度に変化させ得る。即ち、金属元
素及び酸素元素の両サイトにおける組成ずれがあっても
よい。
Alternatively, the material forming the ferroelectric layer or the like is represented by the following formula: Bi x (Sr, Ca, Ba) Y (Ta Z , Nb 1 -Z ) 2 O d Formula (3) (where 1.7 ≦ X ≦ 2.5, 0.6 ≦ Y ≦ 1.2, 0
≦ Z ≦ 1.0, 8.0 ≦ d ≦ 10.0). "(Sr, Ca, Ba)"
Means one element selected from the group consisting of Sr, Ca and Ba. If the composition of the material constituting the ferroelectric layer and the like represented by each of these formulas is represented by a stoichiometric composition, for example, Bi 2 SrTa 2 O 9 , Bi 2 SrNb
2 O 9 , Bi 2 BaTa 2 O 9 , Bi 2 SrTaNbO 9 and the like can be mentioned. Alternatively, as a material constituting the ferroelectric layer or the like, Bi 4 SrTi 4 O 15 , Bi 4 Ti
3 O 12 , Bi 2 PbTa 2 O 9 and the like can be exemplified, but also in these cases, the ratio of each metal element can be changed to such an extent that the crystal structure does not change. That is, there may be a composition deviation at both sites of the metal element and the oxygen element.

【0040】あるいは又、強誘電体層等を構成する材料
として、PbTiO3、ペロブスカイト型構造を有する
PbZrO3とPbTiO3の固溶体であるチタン酸ジル
コン酸鉛[PZT,Pb(Zr1-y,Tiy)O3(但
し、0<y<1)]、PZTにLaを添加した金属酸化
物であるPLZT、あるいはPZTにNbを添加した金
属酸化物であるPNZTといったPZT系化合物を挙げ
ることができる。
Alternatively, PbTiO 3 , lead zirconate titanate which is a solid solution of PbZrO 3 and PbTiO 3 having a perovskite structure [PZT, Pb (Zr 1-y , Ti y ) O 3 (where 0 <y <1)], and PZT-based compounds such as PLZT, which is a metal oxide obtained by adding La to PZT, and PNZT, which is a metal oxide obtained by adding Nb to PZT. .

【0041】本発明の不揮発性メモリにおいては、強誘
電体層の下に第1の電極を形成し、強誘電体層の上に第
2の電極を形成する構成(即ち、第1の電極は下部電極
に相当し、第2の電極は上部電極に相当する)とするこ
ともできるし、強誘電体層の上に第1の電極を形成し、
強誘電体層の下に第2の電極を形成する構成(即ち、第
1の電極は上部電極に相当し、第2の電極は下部電極に
相当する)とすることもできる。プレート線は、第2の
電極から延在している構成とすることもできるし、第2
の電極とは別途に形成され、第2の電極と接続された構
成とすることもできる。後者の場合、プレート線を構成
する配線材料として、例えばアルミニウムやアルミニウ
ム系合金を例示することができる。第1の電極が共通で
ある構造として、具体的には、ストライプ状の第1の電
極を形成し、かかるストライプ状の第1の電極の全面を
覆うように強誘電体層を形成する構成を挙げることがで
きる。尚、このような構造においては、第1の電極と強
誘電体層と第2の電極の重複領域がキャパシタ部に相当
する。第1の電極が共通である構造として、その他、第
1の電極の所定の領域に、それぞれの強誘電体層が形成
され、強誘電体層上に第2の電極が形成された構造、あ
るいは又、配線層の所定の表面領域に、それぞれの第1
の電極が形成され、かかるそれぞれの第1の電極上に強
誘電体層が形成され、強誘電体層上に第2の電極が形成
された構造を挙げることができるが、これらの構成に限
定するものではない。
In the nonvolatile memory of the present invention, the first electrode is formed below the ferroelectric layer, and the second electrode is formed on the ferroelectric layer (that is, the first electrode is The second electrode corresponds to the upper electrode), or the first electrode is formed on the ferroelectric layer,
A structure in which a second electrode is formed below the ferroelectric layer (that is, the first electrode corresponds to an upper electrode, and the second electrode corresponds to a lower electrode) may be employed. The plate line may be configured to extend from the second electrode,
The electrode may be formed separately from the second electrode and connected to the second electrode. In the latter case, for example, aluminum or an aluminum-based alloy can be exemplified as a wiring material forming the plate line. As a structure in which the first electrode is common, specifically, a structure in which a stripe-shaped first electrode is formed and a ferroelectric layer is formed so as to cover the entire surface of the stripe-shaped first electrode. Can be mentioned. In such a structure, the overlapping region of the first electrode, the ferroelectric layer, and the second electrode corresponds to a capacitor portion. As a structure in which the first electrode is common, a structure in which a ferroelectric layer is formed in a predetermined region of the first electrode and a second electrode is formed on the ferroelectric layer, or Each of the first surface is provided on a predetermined surface area of the wiring layer.
Are formed, a ferroelectric layer is formed on each of the first electrodes, and a second electrode is formed on the ferroelectric layer. It does not do.

【0042】強誘電体層等を得るためには、強誘電体薄
膜を形成した後の工程において、強誘電体薄膜をパター
ニングすればよい。場合によっては、強誘電体薄膜のパ
ターニングは不要である。強誘電体薄膜の形成は、例え
ば、MOCVD法、パルスレーザアブレーション法、ス
パッタ法、ゾル−ゲル法といった強誘電体薄膜を構成す
る材料に適宜適した方法にて行うことができる。また、
強誘電体薄膜のパターニングは、例えば異方性イオンエ
ッチング(RIE)法にて行うことができる。
In order to obtain a ferroelectric layer or the like, the ferroelectric thin film may be patterned in a step after the formation of the ferroelectric thin film. In some cases, patterning of the ferroelectric thin film is unnecessary. The ferroelectric thin film can be formed by a method suitable for a material constituting the ferroelectric thin film, such as a MOCVD method, a pulse laser ablation method, a sputtering method, and a sol-gel method. Also,
The patterning of the ferroelectric thin film can be performed by, for example, an anisotropic ion etching (RIE) method.

【0043】本発明における第1の電極及び第2の電極
を構成する材料として、例えば、Ir、IrO2-X、S
rIrO3、Ru、RuO2-X、SrRuO3、Pt、P
t/IrO2-X、Pt/RuO2-X、Pd、Pt/Tiの
積層構造、Pt/Taの積層構造、Pt/Ti/Taの
積層構造、La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)、Pt
/LSCOの積層構造、YBa2Cu37を挙げること
ができる。ここで、Xの値は、0≦X<2である。尚、
積層構造においては、「/」の前に記載された材料が上
層を構成し、「/」の後ろに記載された材料が下層を構
成する。第1の電極と第2の電極は、同じ材料から構成
されていてもよいし、同種の材料から構成されていても
よいし、異種の材料から構成されていてもよい。第1の
電極あるいは第2の電極を形成するためには、第1の電
極材料層あるいは第2の電極材料層を形成した後の工程
において、第1の電極材料層あるいは第2の電極材料層
をパターニングすればよい。第1の電極材料層あるいは
第2の電極材料層の形成は、例えばスパッタ法、反応性
スパッタ法、電子ビーム蒸着法、MOCVD法、あるい
はパルスレーザアブレーション法といった第1の電極材
料層や第2の電極材料層を構成する材料に適宜適した方
法にて行うことができる。また、第1の電極材料層や第
2の電極材料層のパターニングは、例えばイオンミーリ
ング法やRIE法にて行うことができる。
In the present invention, the materials constituting the first electrode and the second electrode include, for example, Ir, IrO 2-x , S
rIrO 3 , Ru, RuO 2-X , SrRuO 3 , Pt, P
t / IrO 2-x , Pt / RuO 2-x , Pd, Pt / Ti laminated structure, Pt / Ta laminated structure, Pt / Ti / Ta laminated structure, La 0.5 Sr 0.5 CoO 3 (LSCO), Pt
/ LSCO laminated structure, YBa 2 Cu 3 O 7 . Here, the value of X is 0 ≦ X <2. still,
In the laminated structure, the material described before "/" forms the upper layer, and the material described after "/" forms the lower layer. The first electrode and the second electrode may be made of the same material, may be made of the same material, or may be made of different materials. In order to form the first electrode or the second electrode, in the step after forming the first electrode material layer or the second electrode material layer, the first electrode material layer or the second electrode material layer is formed. May be patterned. The first electrode material layer or the second electrode material layer is formed by, for example, a first electrode material layer such as a sputtering method, a reactive sputtering method, an electron beam evaporation method, an MOCVD method, or a pulse laser ablation method. It can be carried out by a method suitable for the material constituting the electrode material layer. The patterning of the first electrode material layer and the second electrode material layer can be performed by, for example, an ion milling method or an RIE method.

【0044】本発明において、後述する層間絶縁層を構
成する材料として、酸化シリコン(SiO2)、窒化シ
リコン(SiN)、SiON、SOG、NSG、BPS
G、PSG、BSG及びLTOを例示することができ
る。
In the present invention, as a material constituting an interlayer insulating layer described later, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), SiON, SOG, NSG, BPS
G, PSG, BSG and LTO can be exemplified.

【0045】選択用トランジスタ(スイッチング用トラ
ンジスタ)は、例えば、周知のMIS型FETやMOS
型FETから構成することができる。ビット線を構成す
る材料として、不純物がドーピングされたポリシリコン
や高融点金属材料を挙げることができる。共通の第1の
電極と選択用トランジスタとの電気的な接続は、共通の
第1の電極と選択用トランジスタとの間に形成された絶
縁層に設けられた接続孔(コンタクトホール)を介し
て、あるいは又、かかる絶縁層に設けられた接続孔(コ
ンタクトホール)及び絶縁層上に形成された配線層を介
して行うことができる。尚、絶縁層を構成する材料とし
て、酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(Si
N)、SiON、SOG、NSG、BPSG、PSG、
BSG及びLTOを例示することができる。
The selection transistor (switching transistor) is, for example, a well-known MIS type FET or MOS transistor.
It can be composed of a type FET. Examples of the material forming the bit line include polysilicon doped with impurities and a high melting point metal material. Electrical connection between the common first electrode and the selection transistor is established via a connection hole (contact hole) provided in an insulating layer formed between the common first electrode and the selection transistor. Alternatively, it can be performed through a connection hole (contact hole) provided in the insulating layer and a wiring layer formed on the insulating layer. In addition, as a material constituting the insulating layer, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si
N), SiON, SOG, NSG, BPSG, PSG,
BSG and LTO can be exemplified.

【0046】本発明の第1の態様に係る不揮発性メモリ
においては、選択メモリセルのキャパシタ部及び非選択
メモリセルのキャパシタ部に印加される第1及び第2の
電圧のパルス幅が可変制御され、本発明の第2の態様に
係る不揮発性メモリにおいては、印加電圧パルス幅制御
回路を備えているので、更には、本発明の印加電圧パル
ス幅制御回路を備えることによって、強誘電体層の膜厚
や組成にばらつきが発生したり、強誘電体層に温度変化
が生じた場合であっても、選択メモリセルにおけるデー
タ書込み及び/又は読出しを確実に行うことができ、し
かも、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘
電体層に分極反転が生じることを確実に防止することが
できる。
In the nonvolatile memory according to the first aspect of the present invention, the pulse widths of the first and second voltages applied to the capacitor portion of the selected memory cell and the capacitor portion of the unselected memory cell are variably controlled. Since the nonvolatile memory according to the second aspect of the present invention includes the applied voltage pulse width control circuit, the nonvolatile memory according to the second aspect further includes the applied voltage pulse width control circuit according to the present invention, whereby the ferroelectric layer Even if the film thickness or composition fluctuates or the ferroelectric layer changes in temperature, data writing and / or reading in the selected memory cell can be reliably performed. It is possible to reliably prevent the polarization inversion from occurring in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the cell.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態(以下、実施の形態と略称する)に基づき本発
明を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings based on embodiments of the present invention (hereinafter, abbreviated as embodiments).

【0048】(実施の形態1)実施の形態1において
は、第1及び第2の電圧の値と、第1及び第2の電圧の
パルス幅の関係を調べた。
(Embodiment 1) In Embodiment 1, the relationship between the values of the first and second voltages and the pulse widths of the first and second voltages was examined.

【0049】強誘電体層を有するキャパシタ部を備えた
メモリセルを試作した。このメモリセルは、絶縁膜上に
形成されたIrあるいはIrO2から成る下部電極、下
部電極上に形成されたBi2SrTa1.5Nb0.59から
成る強誘電体層、強誘電体層上に形成されたIrから成
る上部電極から構成されている。
A memory cell having a capacitor portion having a ferroelectric layer was experimentally manufactured. This memory cell has a lower electrode made of Ir or IrO 2 formed on an insulating film, a ferroelectric layer made of Bi 2 SrTa 1.5 Nb 0.5 O 9 formed on the lower electrode, and a ferroelectric layer formed on the ferroelectric layer. And an upper electrode made of Ir.

【0050】試験においては、先ず、上部電極を接地し
た状態で、下部電極にVcc(=2.5ボルト)を5ミリ
秒、印加した。その結果、強誘電体層の残留分極は約−
10μC/cm2となった。次に、下部電極を接地した
状態で、上部電極に、それぞれ、Vcc(=2.5ボル
ト)、(1/2)Vcc、(1/3)Vccの電圧をパルス
幅を変えて印加した。パルス幅を10ナノ秒単位で、1
0ナノ秒から120ナノ秒まで変えた。その後、強誘電
体層の残留分極を測定した。測定結果を図1に示す。
In the test, first, V cc (= 2.5 volts) was applied to the lower electrode for 5 milliseconds with the upper electrode grounded. As a result, the remanent polarization of the ferroelectric layer is about-
It was 10 μC / cm 2 . Next, while the lower electrode is grounded, the voltages of Vcc (= 2.5 volts), (1/2) Vcc and (1/3) Vcc are applied to the upper electrode by changing the pulse width. Applied. The pulse width is 1
It changed from 0 nanoseconds to 120 nanoseconds. Then, the remanent polarization of the ferroelectric layer was measured. FIG. 1 shows the measurement results.

【0051】図1からも明らかなように、Vccを印加し
た場合(図1では白丸印で表す)には、50ナノ秒のパ
ルス幅において、強誘電体層には完全な分極反転が生じ
る。また、(1/2)Vccを印加した場合(図1では白
三角印で表す)には、50ナノ秒のパルス幅において、
強誘電体層の残留分極値はほぼ0μC/cm2となる。
更には、(1/3)Vccを印加した場合(図1では白四
角印で表す)には、120ナノ秒のパルス幅において、
強誘電体層の残留分極値はほぼ0μC/cm2となる。
As is clear from FIG. 1, when V cc is applied (in FIG. 1, indicated by a white circle), complete polarization inversion occurs in the ferroelectric layer at a pulse width of 50 nanoseconds. . Further, when (1/2) V cc is applied (indicated by a white triangle in FIG. 1), at a pulse width of 50 nanoseconds,
The remanent polarization value of the ferroelectric layer is approximately 0 μC / cm 2 .
Furthermore, when (1/3) V cc is applied (indicated by a white square in FIG. 1), at a pulse width of 120 nanoseconds,
The remanent polarization value of the ferroelectric layer is approximately 0 μC / cm 2 .

【0052】次に、第1及び第2の電圧の値VSEL,V
NON-SELと、第1及び第2の電圧のパルス幅tの関係を
調べた。
Next, the first and second voltage values V SEL , V
The relationship between NON-SEL and the pulse width t of the first and second voltages was examined.

【0053】試験においては、先ず、上部電極を接地し
た状態で、下部電極に第1の電圧の値VSEL(=Vcc
2.5ボルト)を、パルス幅を10ナノ秒、50ナノ
秒、100ナノ秒として、それぞれ印加した。その結
果、強誘電体層の残留分極は、パルス幅が10ナノ秒の
場合、約−5μC/cm2、パルス幅が50ナノ秒の場
合、約−10μC/cm2、パルス幅が100ナノ秒の
場合、約−12μC/cm2となった。
In the test, first, a value of the first voltage V SEL (= V cc =
2.5 volts) were applied with pulse widths of 10 ns, 50 ns, and 100 ns, respectively. As a result, the residual polarization of the ferroelectric layer, when the pulse width is 10 nanoseconds, about -5μC / cm 2, when the pulse width is 50 nanoseconds, about -10 C / cm 2, the pulse width is 100 nanoseconds In the case of the above, it was about −12 μC / cm 2 .

【0054】次いで、下部電極を接地した状態で、上部
電極に、それぞれ、VNON-SEL/VS ELの値を0.1刻み
で変えて、パルス幅を10ナノ秒、50ナノ秒、100
ナノ秒として、それぞれ、第2の電圧として印加した。
その後、強誘電体層の残留分極を測定した。測定結果を
図2に示す。尚、図2において、白丸印はパルス幅が1
00ナノ秒のときの測定結果を示し、白三角印はパルス
幅が50ナノ秒のときの測定結果を示し、白菱形印はパ
ルス幅が10ナノ秒のときの測定結果を示す。
[0054] Then, in a state of grounding the lower electrode, the upper electrode, respectively, the value of V NON-SEL / V S EL varied in increments 0.1, a pulse width of 10 nanoseconds, 50 nanoseconds, 100
In nanoseconds, each was applied as a second voltage.
Then, the remanent polarization of the ferroelectric layer was measured. FIG. 2 shows the measurement results. In FIG. 2, white circles indicate that the pulse width is 1
The measurement results at the time of 00 nanoseconds are shown, the white triangles show the measurement results when the pulse width is 50 nanoseconds, and the white diamonds show the measurement results when the pulse width is 10 nanoseconds.

【0055】図2からも明らかなように、パルス幅が1
00ナノ秒の場合、VNON-SEL/VS ELの値が約0.36
にて、強誘電体層の残留分極値はほぼ0μC/cm2
なる。また、パルス幅が50ナノ秒の場合、VNON-SEL
/VSELの値が約0.62にて、強誘電体層の残留分極
値はほぼ0μC/cm2となる。更には、パルス幅が1
0ナノ秒の場合、VNON-SEL/VSELの値が約0.75に
て、強誘電体層の残留分極値はほぼ0μC/cm2とな
る。
As is clear from FIG. 2, when the pulse width is 1
For 00 ns, the value of V NON-SEL / V S EL is about 0.36
, The remanent polarization value of the ferroelectric layer becomes approximately 0 μC / cm 2 . When the pulse width is 50 nanoseconds, V NON-SEL
When the value of / V SEL is about 0.62, the remanent polarization value of the ferroelectric layer is almost 0 μC / cm 2 . Furthermore, when the pulse width is 1
In the case of 0 nanoseconds, when the value of V NON-SEL / V SEL is about 0.75, the remanent polarization value of the ferroelectric layer is almost 0 μC / cm 2 .

【0056】例えば、VNON-SEL/VSELの値が0.4の
場合について説明すると、パルス幅が100ナノ秒にお
いて、第1の電圧VSEL(=Vcc)にてメモリセルにデ
ータが書き込まれると、強誘電体層の残留分極値は約−
12μC/cm2となる。かかる状態を、便宜上、デー
タ「0」の状態とする。そして、第2の電圧VNON-SE L
(=0.4VSEL)がパルス幅100ナノ秒にてメモリ
セルに印加されると、強誘電体層の残留分極値は約2μ
C/cm2となる。即ち、パルス幅100ナノ秒では、
ディスターブを受けた後のメモリセルにおける強誘電体
層は、その分極が反転してしまい、記憶していたデータ
が破壊されてしまう。
For example, the case where the value of V NON-SEL / V SEL is 0.4 will be described. When the pulse width is 100 nanoseconds, data is stored in the memory cell at the first voltage V SEL (= V cc ). When written, the remanent polarization value of the ferroelectric layer is about-
It becomes 12 μC / cm 2 . This state is referred to as data “0” for convenience. Then, the second voltage V NON-SE L
When (= 0.4 V SEL ) is applied to the memory cell with a pulse width of 100 nanoseconds, the remanent polarization value of the ferroelectric layer becomes about 2 μm.
C / cm 2 . That is, at a pulse width of 100 nanoseconds,
The polarization of the ferroelectric layer in the memory cell after being disturbed is inverted, and stored data is destroyed.

【0057】一方、パルス幅が50ナノ秒において、第
1の電圧VSEL(=Vcc)にてメモリセルにデータが書
き込まれると、強誘電体層の残留分極値は約−10μC
/cm2となる。そして、第2の電圧VNON-SEL(=0.
4VSEL)がパルス幅50ナノ秒にてメモリセルに印加
されると、強誘電体層の残留分極値は約−6.5μC/
cm2となる。即ち、パルス幅50ナノ秒では、ディス
ターブを受けた後のメモリセルにおける強誘電体層は、
その分極が反転することがなく、記憶していたデータは
確実に保持される。また、強誘電体層の受ける電界の向
きが逆の場合、パルス幅が50ナノ秒において、第1の
電圧VSEL(=Vcc)にてメモリセルにデータが書き込
まれると、強誘電体層の残留分極値は約10μC/cm
2となる。かかる状態を、便宜上、データ「1」の状態
とする。そして、第2の電圧VNO N-SEL(=0.4
SEL)がパルス幅50ナノ秒にてメモリセルに印加さ
れると、強誘電体層の残留分極値は約6.5μC/cm
2となる。データ「0」とデータ「1」の信号量の差が
最小となる最悪の場合を想定すると、データ「0」を保
持したメモリセルとデータ「1」を保持したメモリセル
が共にディスターブを受けた場合であるが、この場合で
も、13μC/cm2の分極量の差が得られることにな
る。
On the other hand, when data is written in the memory cell at the first voltage V SEL (= V cc ) at a pulse width of 50 nanoseconds, the remanent polarization value of the ferroelectric layer becomes about -10 μC
/ Cm 2 . Then, the second voltage V NON-SEL (= 0.
4V SEL ) is applied to the memory cell with a pulse width of 50 nanoseconds, the remanent polarization value of the ferroelectric layer becomes about -6.5 μC /
cm 2 . That is, with a pulse width of 50 nanoseconds, the ferroelectric layer in the memory cell after being disturbed is:
The polarization is not inverted, and the stored data is reliably retained. When the direction of the electric field received by the ferroelectric layer is opposite, when data is written to the memory cell at the first voltage V SEL (= V cc ) with a pulse width of 50 nanoseconds, Of about 10 μC / cm
It becomes 2 . This state is referred to as data “1” for convenience. Then, the second voltage V NON -SEL (= 0.4
When V SEL ) is applied to the memory cell with a pulse width of 50 nanoseconds, the remanent polarization value of the ferroelectric layer becomes about 6.5 μC / cm.
It becomes 2 . Assuming the worst case where the difference between the signal amounts of data “0” and data “1” is minimized, both the memory cell holding data “0” and the memory cell holding data “1” suffered disturbance. In this case, a polarization difference of 13 μC / cm 2 is obtained even in this case.

【0058】更には、パルス幅が10ナノ秒において、
第1の電圧VSEL(=Vcc)にてメモリセルにデータが
書き込まれると、強誘電体層の残留分極値は約−5μC
/cm2となる。そして、第2の電圧VNON-SEL(=0.
4VSEL)がパルス幅10ナノ秒にてメモリセルに印加
されると、強誘電体層の残留分極値は約−4.5μC/
cm2となる。即ち、パルス幅10ナノ秒では、ディス
ターブを受けた後のメモリセルにおける強誘電体層は、
その分極が反転することがなく、記憶していたデータは
確実に保持される。また、強誘電体層の受ける電界の向
きが逆の場合、パルス幅が10ナノ秒において、第1の
電圧VSEL(=Vcc)にてメモリセルにデータが書き込
まれると、強誘電体層の残留分極値は約5μC/cm2
となる。そして、第2の電圧VNON-SEL(=0.4
SEL)がパルス幅10ナノ秒にてメモリセルに印加さ
れると、強誘電体層の残留分極値は約4.5μC/cm
2となる。データ「0」とデータ「1」の信号量の差が
最小となる最悪の場合を想定すると、データ「0」を保
持したメモリセルとデータ「1」を保持したメモリセル
が共にディスターブを受けた場合であるが、この場合で
も、9μC/cm2の分極量の差が得られることにな
る。しかしながら、この分極量の差は、パルス幅が50
ナノ秒の場合と比べて、小さな値である。また、メモリ
セルの製造時のばらつき等を考慮すると、強誘電体層の
残留分極値5μC/cm2あるいは−5μC/cm2はや
や小さな値である。
Further, when the pulse width is 10 nanoseconds,
When data is written to the memory cell at the first voltage V SEL (= V cc ), the remanent polarization value of the ferroelectric layer becomes about -5 μC
/ Cm 2 . Then, the second voltage V NON-SEL (= 0.
4V SEL ) is applied to the memory cell with a pulse width of 10 nanoseconds, the remanent polarization value of the ferroelectric layer becomes about -4.5 μC /
cm 2 . That is, with a pulse width of 10 nanoseconds, the ferroelectric layer in the memory cell after receiving the disturbance has
The polarization is not inverted, and the stored data is reliably retained. When the direction of the electric field received by the ferroelectric layer is opposite, when data is written to the memory cell at the first voltage V SEL (= V cc ) with a pulse width of 10 nanoseconds, the ferroelectric layer Has a remanent polarization value of about 5 μC / cm 2
Becomes Then, the second voltage V NON-SEL (= 0.4
When V SEL ) is applied to the memory cell with a pulse width of 10 nanoseconds, the remanent polarization value of the ferroelectric layer becomes about 4.5 μC / cm.
It becomes 2 . Assuming the worst case where the difference between the signal amounts of data “0” and data “1” is minimized, both the memory cell holding data “0” and the memory cell holding data “1” suffered disturbance. In this case, a polarization difference of 9 μC / cm 2 is obtained even in this case. However, this difference in the amount of polarization is due to the pulse width of 50
This is a small value compared to the case of nanosecond. In consideration of variation in the time of manufacturing the memory cell or the like, the residual polarization value 5 [mu] C / cm 2 or -5μC / cm 2 of the ferroelectric layer is somewhat smaller value.

【0059】以上の試験結果から、試作したメモリセル
においては、選択メモリセルにおいてはキャパシタ部へ
のデータの書込み及び/又はデータの読出しを行うこと
ができ、且つ、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成
する強誘電体層においては分極反転が生じないようなパ
ルス幅として、50ナノ秒を選択すればよいことが判
る。また、第1の電圧の値VSEL(=Vcc=2.5ボル
ト)としたとき、第2の電圧VNON-SELの値を、V
NON-SEL/VSELの値が(1/3)Vcc程度となる値とす
ればよいことが判る。一般的には、(1)メモリセルへ
のデータ書込み後の強誘電体層の残留分極の値が出来る
限り大きく、しかも、(2)ディスターブを受ける前後
の強誘電体層の残留分極の変化量が出来る限り小さく、
しかも、(3)データ「0」を保持したメモリセルとデ
ータ「1」を保持したメモリセルが共にディスターブを
受けた場合の、これらのメモリセルにおける強誘電体層
の残留分極の値の差が出来る限り大きくなるように、第
1及び第2の電圧のパルス幅基本設定値を決定すればよ
い。
From the above test results, in the memory cell manufactured as a trial, data can be written to and / or read from the capacitor section in the selected memory cell, and the capacitor section in the non-selected memory cell can be used. It can be seen that a pulse width of 50 nanoseconds should be selected so that the polarization inversion does not occur in the ferroelectric layer to be constituted. When the value of the first voltage is V SEL (= V cc = 2.5 volts), the value of the second voltage V NON-SEL is
It can be seen that the value of NON-SEL / VSEL should be set to a value that is about (1/3) Vcc . Generally, (1) the value of the remanent polarization of the ferroelectric layer after writing data to the memory cell is as large as possible, and (2) the amount of change in the remanent polarization of the ferroelectric layer before and after receiving the disturbance. Is as small as possible,
Moreover, (3) when both the memory cell holding data “0” and the memory cell holding data “1” are disturbed, the difference between the values of the remanent polarization of the ferroelectric layer in these memory cells is The basic pulse width setting values of the first and second voltages may be determined so as to be as large as possible.

【0060】(実施の形態2)実施の形態2は、本発明
の第1の態様及び第2の態様に係る不揮発性メモリ、及
び、印加電圧パルス幅制御回路を、特開平9−1210
32号公報に開示された不揮発性メモリに適用した例で
ある。実施の形態2の不揮発性メモリの等価回路図を図
3に示す。また、メモリユニットの模式的な一部断面図
を図4に示す。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, the nonvolatile memory and the applied voltage pulse width control circuit according to the first and second aspects of the present invention are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1210.
This is an example in which the invention is applied to a nonvolatile memory disclosed in Japanese Patent Publication No. 32. FIG. 3 shows an equivalent circuit diagram of the nonvolatile memory according to the second embodiment. FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of the memory unit.

【0061】この不揮発性メモリは、強誘電体層を有す
るキャパシタ部を備えたメモリセルMC1M(m=1,2
・・・M)が、複数、配列されて成るメモリユニットM
1を備え、更に、強誘電体層を有するキャパシタ部を
備えたメモリセルMC2M(m=1,2・・・M)が、複
数、配列されて成るメモリユニットMU2を備えてい
る。尚、図3においては、M=8としたが、Mの値をこ
のような値に限定するものではなく、例えば、2のべき
数(2,4,8,16,32・・・)とすることが好ま
しい。
This nonvolatile memory has a memory cell MC 1M (m = 1, 2) having a capacitor section having a ferroelectric layer.
.. M) are arranged in a plurality of memory units M
Comprising a U 1, further memory cells MC 2M having a capacitor portion having a ferroelectric layer (m = 1,2 ··· M) is provided with a plurality, a memory unit MU 2 composed are arranged. In FIG. 3, M = 8, but the value of M is not limited to such a value. For example, a power of 2 (2, 4, 8, 16, 32,...) Is preferred.

【0062】そして、メモリユニットMU1は、(A)
ビット線BL1と、(B)選択用トランジスタTR1と、
(C)M個(但し、実施の形態2では、M=8)のメモ
リセルMC1Mと、(D)M本のプレート線PLMから成
り、メモリユニットMU2は、(A)ビット線BL2と、
(B)選択用トランジスタTR2と、(C)M個のメモ
リセルMC2Mと、(D)M本のプレート線PLMから成
る。尚、メモリユニットMU1を第1のメモリユニット
MU1と呼び、メモリユニットMU2を第2のメモリユニ
ットMU2と呼ぶ場合がある。
Then, the memory unit MU 1 has (A)
Bit line BL 1 , (B) selection transistor TR 1 ,
(C) M (here, in the second embodiment, M = 8) memory cells MC 1M and (D) M plate lines PL M , and the memory unit MU 2 includes (A) bit lines BL 2 and
(B) for selection transistors TR 2, consisting of (C) and M memory cells MC 2M, (D) M plate lines PL M. Incidentally, the memory unit MU 1 is referred to as a first memory unit MU 1, there is a case where the memory unit MU 2 is referred to as a second memory unit MU 2.

【0063】更には、各メモリセルMC1M,MC2Mを構
成するキャパシタ部は、第1の電極41と強誘電体層4
2と第2の電極43とから成る。そして、メモリセルM
1m(m=1,2・・・M)を構成するキャパシタ部の
第1の電極41(第1の共通ノードCN1と呼ぶ場合が
ある)は、第1のメモリユニットMU1において共通で
ある。また、メモリセルMC2m(m=1,2・・・M)
を構成するキャパシタ部の第1の電極41(第2の共通
ノードCN2と呼ぶ場合がある)は、第2のメモリユニ
ットMU2において共通である。第1のメモリユニット
MU1を構成する共通の第1の電極(第1の共通ノード
CN1)は、選択用トランジスタTR1を介してビット線
BL1に接続され、第2のメモリユニットMU2を構成す
る共通の第1の電極(第2の共通ノードCN2)は、選
択用トランジスタTR2を介してビット線BL2に接続さ
れている。また、メモリセルMC1m及びメモリセルMC
2mを構成する第2の電極43は共通のプレート線PLm
(m=1,2・・・M)に接続されている。
Further, the capacitor part forming each of the memory cells MC 1M and MC 2M is composed of the first electrode 41 and the ferroelectric layer 4.
2 and a second electrode 43. Then, the memory cell M
The first electrode 41 (sometimes referred to as a first common node CN 1 ) of the capacitor section constituting C 1m (m = 1, 2,..., M) is common to the first memory unit MU 1 . is there. Also, the memory cell MC 2m (m = 1, 2,... M)
A first electrode 41 of the capacitor portion constituting the (when the second is referred to as a common node CN 2 is) is common in the second memory unit MU 2. A common first electrode (first common node CN 1 ) constituting the first memory unit MU 1 is connected to the bit line BL 1 via the selection transistor TR 1 , and the second memory unit MU 2 common first electrode constituting the (second common node CN 2) is connected to the bit line BL 2 through the selection transistor TR 2. Also, the memory cell MC 1m and the memory cell MC
The second electrode 43 forming 2m is connected to a common plate line PL m
(M = 1, 2,..., M).

【0064】図4の模式的な一部断面図において、これ
らの第2のビット線BL2、第2の選択用トランジスタ
TR2及び第2のメモリセルMC2mは、第1のビット線
BL1、第1の選択用トランジスタTR1及び第1のメモ
リセルMC1mと、紙面垂直方向に隣接している。また、
図4においては、第1の選択用トランジスタTR1及び
第1のメモリセルMC1mと、第1のビット線BL1の延
在する方向に隣接する第1の選択用トランジスタTR’
1及び第1のメモリセルMC’1mの一部分を併せて図示
した。第1のビット線BL1の延在する方向に隣接する
第1のメモリセルMC1m,MC’1m・・・における第1
のビット線BL1は共通化されている。
In the schematic partial cross-sectional view of FIG. 4, the second bit line BL 2 , the second selection transistor TR 2 and the second memory cell MC 2m are connected to the first bit line BL 1 a first selection transistor TR 1 and the first memory cell MC 1 m, adjacent in the direction perpendicular to the paper surface. Also,
Fig In 4, a first selection transistor TR 1 and the first memory cell MC 1 m, the first selection transistor TR adjacent to a direction of extension of the first bit line BL 1 '
1 and a part of the first memory cell MC ′ 1m are also shown. The first memory cells MC 1m , MC ′ 1m ... Adjacent in the direction in which the first bit line BL 1 extends
Bit line BL 1 is common.

【0065】メモリセルMC2mにおけるプレート線PL
mは、メモリセルMC1mにおけるプレート線PLmと共通
化されており、プレート線デコーダ/ドライバPDに接
続されている。更には、第1の選択用トランジスタTR
1のゲート電極33及び第2の選択用トランジスタTR2
のゲート電極33はワード線WLに接続され、ワード線
WLは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続されて
いる。また、第1のビット線BL1及び第2のビット線
BL2は、差動センスアンプSAに接続されている。
Plate line PL in memory cell MC 2m
m is shared with the plate line PL m in the memory cell MC 1m, and is connected to the plate line decoder / driver PD. Further, the first selection transistor TR
1 gate electrode 33 and second selection transistor TR 2
Are connected to a word line WL, and the word line WL is connected to a word line decoder / driver WD. Further, the first bit line BL 1 and the second bit line BL 2 are connected to a differential sense amplifier SA.

【0066】実施の形態2の不揮発性メモリにおいて
は、プレート線PLmを共有した(即ち、対となった)
メモリセルMC1m,MC2m(m=1,2・・・M)に
は、相補的なデータが記憶される。例えば、選択メモリ
セルMC1k,MC2k(ここで、kは1,2,・・・Mの
いずれか)に記憶されたデータを書き込む場合、あるい
は、データを読み出す場合、ワード線WLを選択し、ビ
ット線BL1をVccとし、ビット線BL2を0ボルトとす
る。そして、選択メモリセルMC1k,MC2kを構成する
選択プレート線PLkには第1の電圧VSEL(=Vcc)を
印加する。一方、非選択メモリセルMCm(m≠k)を
構成する非選択プレート線PLm(m≠k)には第2の
電圧VNON-SEL[例えば、(1/2)Vcc]の電圧を印
加する。ここで、Vccは、例えば、電源電圧である。こ
れによって、相補的なデータが、対となったメモリセル
MC1k,MC2kに書き込まれる。
[0066] In the nonvolatile memory of the second embodiment, sharing the plate line PL m (i.e., paired)
Complementary data is stored in the memory cells MC 1m and MC 2m (m = 1, 2,..., M). For example, when writing data stored in the selected memory cells MC 1k and MC 2k (where k is one of 1, 2,... M) or reading data, the word line WL is selected. the the bit lines BL 1 and V cc, the bit lines BL 2 and 0 volts. Then, the first voltage V SEL (= V cc ) is applied to the selected plate line PL k constituting the selected memory cells MC 1k and MC 2k . On the other hand, the voltage of the second voltage V NON-SEL [for example, (1 /) V cc ] is applied to the unselected plate line PL m (m ≠ k) constituting the unselected memory cell MC m (m ≠ k). Is applied. Here, V cc is, for example, a power supply voltage. As a result, complementary data is written to the paired memory cells MC 1k and MC 2k .

【0067】このとき、第1及び第2の電圧VSEL,V
NON-SELのパルス幅tは、選択メモリセルにおいてはキ
ャパシタ部へのデータの書込み及び/又はデータの読出
しを行うことができ、且つ、非選択メモリセルのキャパ
シタ部を構成する強誘電体層においては分極反転が生じ
ないようなパルス幅に可変制御される。
At this time, the first and second voltages V SEL , V
The pulse width t of the NON-SEL is such that in the selected memory cell, data can be written to and / or read from the capacitor portion, and in the ferroelectric layer forming the capacitor portion of the non-selected memory cell. Is variably controlled to a pulse width that does not cause polarization inversion.

【0068】この不揮発性メモリには印加電圧パルス幅
制御回路10が備えられている。印加電圧パルス幅制御
回路は、第1及び第2の電圧VSEL,VNON-SELのパルス
幅tを、選択メモリセルにおいてはキャパシタ部へのデ
ータの書込み及び/又はデータの読出しを行うことがで
き、且つ、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成する
強誘電体層においては分極反転が生じないようなパルス
幅に可変制御する。
This nonvolatile memory includes an applied voltage pulse width control circuit 10. The applied voltage pulse width control circuit can control the pulse width t of the first and second voltages V SEL and V NON-SEL to write and / or read data to and from the capacitor section in the selected memory cell. The pulse width is variably controlled so that the polarization inversion does not occur in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the unselected memory cell.

【0069】図5に、印加電圧パルス幅制御回路10の
具体的な等価回路の一例を示す。具体的には、この印加
電圧パルス幅制御回路10は、ワード線デコーダ/ドラ
イバWD及びプレート線デコーダ/ドライバPDに接続
され、あるいは又、組み込まれている。そして、印加電
圧パルス幅制御回路10は、スイッチ用FET11、強
誘電体キャパシタ12、スイッチ用FET13、インピ
ーダンス変換回路14、積分回路15、スイッチ用FE
T16、NAND回路17、AND回路18、スイッチ
用FET21、強誘電体キャパシタ22、スイッチ用F
ET23、インピーダンス変換回路24、積分回路2
5、スイッチ用FET26、NAND回路27、AND
回路28,29から構成されている。
FIG. 5 shows an example of a specific equivalent circuit of the applied voltage pulse width control circuit 10. Specifically, the applied voltage pulse width control circuit 10 is connected to or incorporated in the word line decoder / driver WD and the plate line decoder / driver PD. The applied voltage pulse width control circuit 10 includes a switch FET 11, a ferroelectric capacitor 12, a switch FET 13, an impedance conversion circuit 14, an integration circuit 15, and a switch FE.
T16, NAND circuit 17, AND circuit 18, switch FET 21, ferroelectric capacitor 22, switch F
ET23, impedance conversion circuit 24, integration circuit 2
5, switch FET 26, NAND circuit 27, AND
It is composed of circuits 28 and 29.

【0070】強誘電体キャパシタ12の一端は、配線L
0を介して電源PSに接続され、且つ、スイッチ用FE
T11の一方のソース/ドレイン領域に接続されてい
る。スイッチ用FET11の他方のソース/ドレイン領
域は接地されている。強誘電体キャパシタ12の他端
は、スイッチ用FET13の一方のソース/ドレイン領
域に接続され、且つ、インピーダンス変換回路14の入
力部に接続されている。スイッチ用FET13の他方の
ソース/ドレイン領域は、電源(電圧:Vcc)に接続さ
れている。インピーダンス変換回路14の出力部は積分
回路15の入力部に接続され、積分回路15の出力部
は、スイッチ用FET16のゲート部に接続されてい
る。スイッチ用FET16の一方のソース/ドレイン領
域は電源(電圧:Vcc)に接続され、他方のソース/ド
レイン領域は配線L4を介してNAND回路17の一方
の入力部に接続されている。NAND回路17の他方の
入力部は、電源PSに接続されている。NAND回路1
7の出力部はAND回路18の一方の入力部に接続され
ている。AND回路18の他方の入力部は、配線L1
介して電源PSに接続されている。AND回路18は、
その出力部から「出力1」を出力する。AND回路18
からの「出力1」は、周知のプレート線デコーダ/ドラ
イバPDに入力され、かかるプレート線デコーダ/ドラ
イバPDから第1の電圧VSELが出力される。
One end of the ferroelectric capacitor 12 is connected to a line L
0 and connected to the power supply PS, and the switch FE
It is connected to one source / drain region of T11. The other source / drain region of the switching FET 11 is grounded. The other end of the ferroelectric capacitor 12 is connected to one of the source / drain regions of the switching FET 13 and to the input of the impedance conversion circuit 14. The other source / drain region of the switching FET 13 is connected to a power supply (voltage: Vcc ). The output of the impedance conversion circuit 14 is connected to the input of the integration circuit 15, and the output of the integration circuit 15 is connected to the gate of the switching FET 16. One source / drain region of the switching FET16 power supply (voltage: V cc) is connected to, the other of the source / drain regions is connected to one input of NAND circuit 17 through the line L 4. The other input of the NAND circuit 17 is connected to the power supply PS. NAND circuit 1
The output of 7 is connected to one input of the AND circuit 18. The other input of the AND circuit 18 is connected to a power supply PS through the wiring L 1. The AND circuit 18
"Output 1" is output from the output unit. AND circuit 18
Is output to a well-known plate line decoder / driver PD, and the plate line decoder / driver PD outputs a first voltage V SEL .

【0071】また、強誘電体キャパシタ22の一端は、
スイッチ用FET16の他方のソース/ドレイン領域、
及び、スイッチ用FET21の一方のソース/ドレイン
領域に接続されている。スイッチ用FET21の他方の
ソース/ドレイン領域は接地されている。強誘電体キャ
パシタ22の他端は、スイッチ用FET23の一方のソ
ース/ドレイン領域に接続され、且つ、インピーダンス
変換回路24の入力部に接続されている。スイッチ用F
ET23の他方のソース/ドレイン領域は、電源(電
圧:Vcc)に接続されている。インピーダンス変換回路
24の出力部は積分回路25の入力部に接続され、積分
回路25の出力部は、スイッチ用FET26のゲート部
に接続されている。スイッチ用FET26の一方のソー
ス/ドレイン領域は電源(電圧:Vcc)に接続され、他
方のソース/ドレイン領域は配線L 5を介してNAND
回路27の一方の入力部に接続されている。NAND回
路27の他方の入力部は、電源PSに接続されている。
NAND回路27の出力部はAND回路28,29の一
方の入力部に接続されている。AND回路28,29の
他方の入力部は、配線L2,L3を介して電源PSに接続
されている。AND回路28は、その出力部から「出力
2」を出力する。また、AND回路29は、その出力部
から「出力3」を出力する。AND回路28からの「出
力2」は、周知のプレート線デコーダ/ドライバPDに
入力され、かかるプレート線デコーダ/ドライバPDか
ら第2の電圧VNON-SELが出力される。また、AND回
路29からの「出力3」は、周知のワード線デコーダ/
ドライバWDに入力され、かかるワード線デコーダ/ド
ライバWDから所定の電圧が出力され、選択トランジス
タの動作が制御される。
Further, one end of the ferroelectric capacitor 22 is
The other source / drain region of the switching FET 16,
And one source / drain of the switching FET 21
Connected to the area. The other of the switching FET 21
The source / drain regions are grounded. Ferroelectric capacitor
The other end of the capacitor 22 is connected to one of the sources of the switching FET 23.
Source / drain region and impedance
It is connected to the input of the conversion circuit 24. F for switch
The other source / drain region of ET23 is
Pressure: Vcc)It is connected to the. Impedance conversion circuit
The output of 24 is connected to the input of an integration circuit 25,
The output of the circuit 25 is the gate of the switch FET 26
It is connected to the. One saw of the switching FET 26
Power / voltage (voltage: VccConnected to other)
The source / drain region is the wiring L FiveThrough NAND
It is connected to one input of the circuit 27. NAND times
The other input of the path 27 is connected to the power supply PS.
The output of NAND circuit 27 is connected to one of AND circuits 28 and 29.
Connected to the other input section. AND circuits 28 and 29
The other input section is a line LTwo, LThreeConnect to power supply PS via
Have been. The AND circuit 28 outputs "output"
2 "is output. The AND circuit 29 has an output section
Outputs "output 3". "OUT" from the AND circuit 28
Force 2 ”is transmitted to the well-known plate line decoder / driver PD.
Input, such plate line decoder / driver PD
From the second voltage VNON-SELIs output. Also, AND times
The "output 3" from the path 29 is connected to the well-known word line decoder /
The word line decoder / decoder is input to the driver WD.
A predetermined voltage is output from the driver WD and the selected transistor
The operation of the data is controlled.

【0072】以下、実施の形態2の不揮発性メモリの駆
動方法における動作波形を示す図6を参照して、実施の
形態2の不揮発性メモリにおけるデータの書込み動作を
説明する。尚、一例として、対となったメモリセルMC
11,MC21にデータを書き込むものとし、メモリセルM
11にデータ「1」を、メモリセルMC21にデータ
「0」を書き込むものとする。図6に動作波形を示す。
尚、図6中、括弧内の数字は、以下に説明する工程の番
号と対応している。
Hereinafter, a data write operation in the nonvolatile memory of the second embodiment will be described with reference to FIG. 6 showing operation waveforms in the method of driving the nonvolatile memory of the second embodiment. Incidentally, as an example, the paired memory cells MC
11 and MC 21 are to be written.
The data "1" to C 11, it is assumed that data "0" is written in the memory cell MC 21. FIG. 6 shows operation waveforms.
In FIG. 6, the numbers in parentheses correspond to the numbers of the steps described below.

【0073】(1−A)待機状態では、ワード線、全プ
レート線は0ボルトとなっている。また、ビット線BL
1,BL2は0ボルトにイコライズされている。尚、差動
センスアンプSAには、書き込むべきデータが保持され
ているものとする。
(1-A) In the standby state, the word lines and all the plate lines are at 0 volt. Also, the bit line BL
1 and BL 2 are equalized to 0 volt. It is assumed that data to be written is held in the differential sense amplifier SA.

【0074】(1−B)データ書込みの開始時、ビット
線BL1にVccを印加し、ビット線BL2に0ボルトを印
加する。ここで、Vccは、電源電圧である。 (1−C)次いで、ワード線WLをハイレベルとするこ
とによって、選択用トランジスタTR1,TR2をオン状
態とする。併せて、選択プレート線PL1に第1の電圧
SEL(=Vcc,3.3ボルト)を印加し、非選択プレ
ート線PLk(k=2,3・・・8)には第2の電圧V
NON-SEL[=(1/2)Vcc,1.65ボルト]を印加
する。これによって、メモリセルMC21においては、選
択プレート線PL1の電位が第1の電圧VSELであり、ビ
ット線BL2の電位が0ボルトであるが故に、データ
「0」が書き込まれる。 (1−D)その後、選択プレート線PL1を0ボルトと
する。これによって、メモリセルMC11においては、選
択プレート線PL1の電位が0ボルトであり、ビット線
BL1の電位がVccであるが故に、データ「1」が書き
込まれる。 (1−E)データの書込みを終了する場合には、次い
で、ワード線WLをローレベルとすることによって、選
択用トランジスタTR1,TR2をオフ状態とした後、ビ
ット線BL1を0ボルトまで放電し、非選択プレート線
PLk(k=2,3・・・8)を0ボルトまで放電す
る。
[0074] (1-B) at the start of data write, the V cc is applied to the bit line BL 1, bit line BL 2 applying 0 volts. Here, V cc is a power supply voltage. (1-C) Next, by setting the word line WL to a high level, the selection transistors TR 1 and TR 2 are turned on. At the same time, the first voltage V SEL (= V cc , 3.3 volts) is applied to the selected plate line PL 1, and the second voltage V SEL is applied to the non-selected plate line PL k (k = 2, 3,... 8). Voltage V
Apply NON-SEL [= (1/2) Vcc , 1.65 volts]. Thus, in the memory cell MC 21 is the potential of the selected plate line PL 1 is the first voltage V SEL, the potential of the bit line BL 2 is 0 volts, therefore, the data "0" is written. (1-D) Then, the selected plate line PL 1 and 0 volts. Thus, in the memory cell MC 11 is the potential is 0 volt selected plate line PL 1, the potential of the bit lines BL 1 is thus is a V cc, data "1" is written. (1-E) When the data writing is completed, the word line WL is set to the low level to turn off the selection transistors TR 1 and TR 2 , and then the bit line BL 1 is set to 0 volt. , And discharges the non-selected plate lines PL k (k = 2, 3... 8) to 0 volt.

【0075】印加電圧パルス幅制御回路10において
は、予め、スイッチ用FET11,13,21,23を
オン状態とし、強誘電体キャパシタ12,22を構成す
る強誘電体層を分極させた後、スイッチ用FET11,
13,21,23をオフ状態としておく。そして、工程
(1−A)及び工程(1−B)においては、配線L0
0ボルトとしておく。その結果、配線L1,L2,L3
0ボルトであり、AND回路18,28,29の出力
1,出力2,出力3も0ボルトである。
In the applied voltage pulse width control circuit 10, the switching FETs 11, 13, 21, and 23 are turned on in advance, and the ferroelectric layers constituting the ferroelectric capacitors 12 and 22 are polarized. FET11,
13, 21, and 23 are turned off. Then, in the step (1-A) and the step (1-B), the wiring L 0 keep the 0 volt. As a result, the wirings L 1 , L 2 and L 3 are also at 0 volt, and the outputs 1, 2 and 3 of the AND circuits 18, 28 and 29 are also at 0 volt.

【0076】工程(1−C)の開始と同時に、配線L0
の電圧をVccとする。このとき、スイッチ用FET16
はオフ状態にある。従って、配線L4は0ボルトのまま
であり、NAND回路17からの出力はVccとなる。A
ND回路18の2つの入力部はいずれもVccとなるの
で、AND回路18の出力1はVccとなる。以上の結
果、選択メモリセルMC11,MC21を構成する選択プレ
ート線PL1の電圧は、工程(1−C)の開始直後にV
SELとなる。
At the same time as the start of the step (1-C), the wiring L 0
Is Vcc . At this time, the switching FET 16
Is in the off state. Therefore, the wiring L 4 are remains 0 volt, the output from the NAND circuit 17 becomes V cc. A
Since the two input portions of the ND circuit 18 are both at Vcc , the output 1 of the AND circuit 18 is at Vcc . As a result, the voltage of the selected plate line PL 1 constituting the selected memory cell MC 11, MC 21 is, V immediately after the start of the step (1-C)
It becomes SEL .

【0077】また、スイッチ用FET26はオフ状態に
ある。従って、配線L5は0ボルトのままであり、NA
ND回路27からの出力はVccとなる。AND回路2
8,29のそれぞれの2つの入力部はいずれもVccとな
るので、AND回路28,29の出力2,出力3はVcc
となる。以上の結果、非選択メモリセルMC1k,MC2K
(k≠1)を構成する選択プレート線PLkの電圧は、
工程(1−C)の開始直後時にVNON-SELとなる。ま
た、ワード線WLの電位も高電位(例えば、5ボルト)
となり、選択用トランジスタTR1,TR2はオン状態と
なる。その結果、第1のノードCN1の電位はVccとな
り、第2のノードCN2の電位は0ボルトとなる。
The switching FET 26 is off. Therefore, the wiring and L 5 remains 0 volt, NA
The output from the ND circuit 27 becomes Vcc . AND circuit 2
8 and 29 are both at Vcc , the outputs 2 and 3 of the AND circuits 28 and 29 are Vcc.
Becomes As a result, unselected memory cells MC 1k and MC 2K
The voltage of the selection plate line PL k constituting (k ≠ 1) is
Immediately after the start of the step (1-C), V NON-SEL is set. The potential of the word line WL is also high (eg, 5 volts).
, And the selection transistors TR 1 and TR 2 are turned on. As a result, the first node CN 1 potential V cc, and the second potential of the node CN 2 becomes 0 volts.

【0078】工程(1−C)において、時間が経過する
に従い、強誘電体キャパシタ12を構成する強誘電体層
における分極反転が進行する。そして、インピーダンス
変換回路14と積分回路15を通じてのキャパシタ(コ
ンデンサ)15Aへの電荷移動が進む。積分回路15を
構成するキャパシタ15Aの電荷蓄積に伴い、スイッチ
用FET16のゲート部の電位が上昇する。その結果、
或る時間t1が経過した後、スイッチ用FET16がオ
ン状態となり、配線L4の電位がVccとなる。すると、
NAND回路17の2つの入力部の電位がVccとなるの
で、NAND回路17の出力は0ボルトとなる。それ
故、AND回路18の出力1は0ボルトとなる。以上の
結果、選択メモリセルMC11,MC21を構成する選択プ
レート線PL1の電圧は、或る時間t1が経過した後、0
ボルトとなる。この或る時間t1が経過したときが、工
程(1−C)の終了時に相当する。
In the step (1-C), the polarization inversion in the ferroelectric layer constituting the ferroelectric capacitor 12 progresses as time elapses. Then, the charge transfer to the capacitor (capacitor) 15A through the impedance conversion circuit 14 and the integration circuit 15 proceeds. As the charge of the capacitor 15A constituting the integration circuit 15 is accumulated, the potential of the gate of the switching FET 16 increases. as a result,
After a certain time t 1 has elapsed, switching FET16 is turned on, the potential of the wiring L 4 is V cc. Then
Since the potential of the two input portions of the NAND circuit 17 becomes Vcc , the output of the NAND circuit 17 becomes 0 volt. Therefore, the output 1 of the AND circuit 18 becomes 0 volt. As a result, the voltage of the selected plate line PL 1 constituting the selected memory cell MC 11, MC 21, after the certain time t 1 has elapsed, 0
Become a bolt. When the certain time t 1 has elapsed, corresponds at the end of step (1-C).

【0079】工程(1−C)の開始から終了までの時間
1、即ち、第1の電圧VSELのパルス幅は、選択メモリ
セルMC11においてはキャパシタ部へのデータの書込み
を確実に行うことができるようなパルス幅とする必要が
ある。かかるパルス幅は、予め、実施の形態1にて説明
した試験を行うことによって、決定することができる。
云い換えれば、かかるパルス幅は、積分回路15を構成
するキャパシタ15Aの容量によって決定され、外部の
動作クロックとは独立して決定される。従って、不揮発
性メモリの設計の際、予め、実施の形態1にて説明した
試験を行うことによって、最適なキャパシタ15Aの容
量を決定しておけばよい。実施の形態2においては、第
1の電圧VSELのパルス幅基本設定値を25ナノ秒とし
た。
The time t 1 from the start to the end of the process (1-C), that is, the pulse width of the first voltage V SEL , ensures that data is written to the capacitor portion in the selected memory cell MC 11 . It is necessary that the pulse width be such that it can be used. Such a pulse width can be determined in advance by performing the test described in the first embodiment.
In other words, such a pulse width is determined by the capacitance of the capacitor 15A constituting the integrating circuit 15, and is determined independently of an external operation clock. Therefore, when designing the nonvolatile memory, the optimum capacitance of the capacitor 15A may be determined in advance by performing the test described in the first embodiment. In the second embodiment, the basic pulse width setting value of the first voltage VSEL is set to 25 nanoseconds.

【0080】ところで、工程(1−C)の完了時、配線
4がVccになると、強誘電体キャパシタ22を構成す
る強誘電体層における分極反転が進行し始める。そし
て、インピーダンス変換回路24と積分回路25を通じ
てのキャパシタ(コンデンサ)25Aへの電荷移動が進
む。積分回路25を構成するキャパシタ25Aの電荷蓄
積に伴い、スイッチ用FET26のゲート部の電位が上
昇する。その結果、或る時間t2が経過した後、スイッ
チ用FET26がオン状態となり、配線L5の電位がV
ccとなる。すると、NAND回路27の2つの入力部の
電位がVccとなるので、NAND回路27の出力は0ボ
ルトとなる。それ故、AND回路28,29の出力2、
出力3は0ボルトとなる。以上の結果、非選択メモリセ
ルMC1k,MC2Kを構成する選択プレート線PLKの電
圧は、或る時間t2が経過した後、0ボルトとなる。ま
た、選択用トランジスタTR1,TR2はオフ状態とな
る。この或る時間t2が経過したときが、工程(1−
D)の終了時に相当する。
[0080] Incidentally, when the completion of step (1-C), the wiring L 4 is V cc, begins to progress polarization inversion in the ferroelectric layer constituting the ferroelectric capacitor 22. Then, the charge transfer to the capacitor (capacitor) 25A through the impedance conversion circuit 24 and the integration circuit 25 proceeds. The electric potential of the gate portion of the switching FET 26 rises with the charge accumulation of the capacitor 25A constituting the integration circuit 25. As a result, after a certain time t 2 has elapsed, switching FET26 is turned on, the potential of the wiring which L 5 V
cc . Then, since the potentials of the two input portions of the NAND circuit 27 become Vcc , the output of the NAND circuit 27 becomes 0 volt. Therefore, the outputs 2 of the AND circuits 28 and 29,
Output 3 goes to 0 volts. As a result, the non-selected memory cells MC 1k, the voltage of the selected plate line PL K constituting the MC 2K, after a certain time t 2 has passed, becomes 0 volts. Further, the selection transistors TR 1 and TR 2 are turned off. When the certain time t 2 has elapsed, the step (1-
This corresponds to the end of D).

【0081】工程(1−C)の開始から終了までの時間
1及び工程(1−D)の開始から終了までの時間t2
合計時間(t1+t2)、即ち、第2の電圧VNON-SEL
パルス幅は、非選択メモリセルMC1K,MC2kのキャパ
シタ部を構成する強誘電体層において分極反転が生じな
いようなパルス幅とする必要がある。かかるパルス幅
は、予め、実施の形態1にて説明した試験を行うことに
よって、決定することができる。云い換えれば、かかる
パルス幅は、積分回路15を構成するキャパシタ15A
の容量、及び、積分回路25を構成するキャパシタ25
Aの容量によって決定され、外部の動作クロックとは独
立して決定される。従って、不揮発性メモリの設計の
際、予め、実施の形態1にて説明した試験を行うことに
よって、最適なキャパシタ15A,25Aの容量を決定
しておけばよい。
The total time (t 1 + t 2 ) of the time t 1 from the start to the end of the step (1-C) and the time t 2 from the start to the end of the step (1-D), that is, the second voltage The pulse width of V NON-SEL needs to be such that the polarization inversion does not occur in the ferroelectric layers constituting the capacitor portions of the non-selected memory cells MC 1K and MC 2k . Such a pulse width can be determined in advance by performing the test described in the first embodiment. In other words, the pulse width is determined by the capacitance of the capacitor 15A constituting the integrating circuit 15.
And a capacitor 25 constituting the integration circuit 25
A is determined by the capacity of A, and is determined independently of an external operation clock. Therefore, when designing the non-volatile memory, the tests described in the first embodiment may be performed in advance to determine the optimum capacities of the capacitors 15A and 25A.

【0082】また、メモリセルを構成する強誘電体層に
温度変化が生じた場合、同時に、強誘電体キャパシタ1
2,22を構成する強誘電体層にも同様の温度変化が生
じる。第1の電圧VSELのパルス幅(t1)及び第2の電
圧VNON-SELのパルス幅(t1+t2)は、強誘電体キャ
パシタ12,22を構成する強誘電体層における分極反
転の時間変化に依存するが故に、不揮発性メモリの温度
変化に依存して、外部の動作クロックに依存することな
く、可変制御される。
When a temperature change occurs in the ferroelectric layer forming the memory cell, the ferroelectric capacitor 1
A similar temperature change occurs in the ferroelectric layers constituting the layers 2 and 22. First pulse width of the voltage V SEL (t 1) and a second pulse width of the voltage V NON-SEL (t 1 + t 2) is the polarization in the ferroelectric layer constituting the ferroelectric capacitors 12 and 22 inverted Is variably controlled without depending on an external operation clock depending on the temperature change of the nonvolatile memory.

【0083】次に、実施の形態2の不揮発性メモリから
データを読み出し、データを再書込みする方法の一例
を、以下、説明する。尚、一例として、対となったメモ
リセルMC11,MC21からデータを読み出すものとし、
メモリセルMC11にはデータ「1」が、メモリセルMC
21にはデータ「0」が記憶されているとする。図7に動
作波形を示す。尚、図7中、括弧内の数字は、以下に説
明する工程の番号と対応している。
Next, an example of a method for reading data from the nonvolatile memory of the second embodiment and rewriting data will be described below. As an example, it is assumed that data is read from a pair of memory cells MC 11 and MC 21 .
The memory cell MC 11 is data "1", the memory cell MC
It is assumed that data “0” is stored in 21 . FIG. 7 shows operation waveforms. In FIG. 7, the numbers in parentheses correspond to the numbers of the steps described below.

【0084】(2−A)待機状態では、全ビット線、全
ワード線、全プレート線が接地されている。そして、接
地線(図示せず)とビット線BL1,BL2との電気的な
接続を解き、ビット線BL1,BL2を浮遊状態とする。
(2-A) In the standby state, all bit lines, all word lines, and all plate lines are grounded. Then, the electrical connection between the ground line (not shown) and the bit lines BL 1 and BL 2 is released, and the bit lines BL 1 and BL 2 are brought into a floating state.

【0085】(2−B)データ読出しの開始時、ワード
線WLをハイレベルとすることによって、選択用トラン
ジスタTR1,TR2をオン状態とする。併せて、選択プ
レート線PL1に第1の電圧VSEL(=Vcc)を印加す
る。また、非選択プレート線PL kを浮遊状態とする。
これによって、データ「1」を記憶していたキャパシタ
部から構成されたメモリセルMC11からは反転電荷が放
出され、その結果、ビット線BL1,BL2の間に電位差
が生じる。次に、差動センスアンプSAを活性化して、
かかるビット線BL1,BL2の間の電位差をデータとし
て読み出す。
(2-B) At the start of data reading, the word
By setting the line WL to a high level, the selection transistor
Jista TR1, TRTwoIs turned on. In addition, select
Rate line PL1To the first voltage VSEL(= Vcc)
You. In addition, unselected plate lines PL kIn a floating state.
As a result, the capacitor storing the data "1"
Memory cell MC composed of11Releases the inverted charge
And as a result, the bit line BL1, BLTwoPotential difference between
Occurs. Next, the differential sense amplifier SA is activated,
Such a bit line BL1, BLTwoThe potential difference between
Read.

【0086】(2−C)その後、ワード線WLをローレ
ベルとすることによって、選択用トランジスタTR1
TR2をオフ状態とする。併せて、選択プレート線PL1
を0ボルトとする。同時に、ビット線BL1,BL2を、
差動センスアンプSAによって充放電させ、ビット線B
1にはVccを印加し、ビット線BL2には0ボルトを印
加する。
(2-C) After that, by setting the word line WL to low level, the selection transistors TR 1 ,
And turn off the TR 2. In addition, select plate line PL 1
To 0 volts. At the same time, the bit lines BL 1 and BL 2 are
The bit line B is charged and discharged by the differential sense amplifier SA.
The V cc is applied to L 1, the bit line BL 2 applying 0 volts.

【0087】(2−D)その後、先に説明した工程(1
−C)を実行することによって、メモリセルMC21
は、データ「0」が再び書き込まれる。
(2-D) Then, the steps (1)
By executing -C), the memory cell MC 21, the data "0" is written again.

【0088】(2−E)次いで、先に説明した工程(1
−D)を実行することによって、即ち、選択プレート線
PL1を0ボルトとすることによって、メモリセルMC
11には、データ「1」が再び書き込まれる。
(2-E) Next, the above-described step (1)
By executing the -D), that is, by the selected plate line PL 1 and 0 volt, the memory cell MC
Data “1” is written into 11 again.

【0089】(2−F)データの書込みを終了する場合
には、次いで、ビット線BL1,BL2を0ボルトまで放
電し、非選択プレート線PLm(m=2,3・・・8)
を0ボルトまで放電する。
(2-F) When ending the data writing, the bit lines BL 1 and BL 2 are discharged to 0 volt, and the non-selected plate lines PL m (m = 2, 3... 8) )
To 0 volts.

【0090】上述したメモリセルからのデータの読出
し、及び、データの再書込みにおいては、図5を参照し
て説明した印加電圧パルス幅制御回路10の作動によっ
て、工程(2−D)及び工程(2−E)における第1の
電圧VSELのパルス幅(t1)及び第2の電圧VNON-SEL
のパルス幅(t1+t2)を可変制御すればよい。
In the above-described reading of data from the memory cell and rewriting of data, the operation of the applied voltage pulse width control circuit 10 described with reference to FIG. 2-E) the pulse width (t 1 ) of the first voltage V SEL and the second voltage V NON-SEL
The pulse width (t 1 + t 2 ) may be variably controlled.

【0091】更に、実施の形態2の不揮発性メモリから
データを読み出し、データを再書込みする方法の変形例
を、以下、説明する。尚、一例として、対となったメモ
リセルMC11,MC21からデータを読み出すものとし、
メモリセルMC11にはデータ「1」が、メモリセルMC
21にはデータ「0」が記憶されているとする。図8に動
作波形を示す。尚、図8中、括弧内の数字は、以下に説
明する工程の番号と対応している。
Further, a modified example of the method of reading data from the nonvolatile memory of Embodiment 2 and rewriting the data will be described below. As an example, it is assumed that data is read from a pair of memory cells MC 11 and MC 21 .
The memory cell MC 11 is data "1", the memory cell MC
It is assumed that data “0” is stored in 21 . FIG. 8 shows operation waveforms. In FIG. 8, the numbers in parentheses correspond to the numbers of the steps described below.

【0092】(3−A)待機状態では、全ビット線、全
ワード線、全プレート線が接地されている。そして、接
地線(図示せず)とビット線BL1,BL2との電気的な
接続を解き、ビット線BL1,BL2を浮遊状態とする。
(3-A) In the standby state, all bit lines, all word lines, and all plate lines are grounded. Then, the electrical connection between the ground line (not shown) and the bit lines BL 1 and BL 2 is released, and the bit lines BL 1 and BL 2 are brought into a floating state.

【0093】(3−B)データ読出しの開始時、ワード
線WLをハイレベルとすることによって、選択用トラン
ジスタTR1,TR2をオン状態とする。併せて、選択プ
レート線PL1に第1の電圧VSEL(=Vcc)を印加し、
非選択プレート線PLm(m=2,3・・・8)に第2
の電圧VNON-SEL[=(1/2)Vcc]を印加する。こ
れによって、データ「1」を記憶していたキャパシタ部
から構成されたメモリセルMC11からは反転電荷が放出
され、その結果、ビット線BL1,BL2の間に電位差が
生じる。次に、差動センスアンプSAを活性化して、か
かるビット線BL 1,BL2の間の電位差をデータとして
読み出す。
(3-B) At the start of data reading, word
By setting the line WL to a high level, the selection transistor
Jista TR1, TRTwoIs turned on. In addition, select
Rate line PL1To the first voltage VSEL(= Vcc)
Unselected plate line PLm(M = 2,3 ... 8)
Voltage VNON-SEL[= (1/2) Vcc] Is applied. This
As a result, the capacitor unit storing the data “1”
Memory cell MC composed of11Releases reverse charge from
As a result, the bit line BL1, BLTwoPotential difference between
Occurs. Next, the differential sense amplifier SA is activated,
Bit line BL 1, BLTwoPotential difference between
read out.

【0094】(3−C)その後、ビット線BL1,BL2
を、差動センスアンプSAによって充放電させ、ビット
線BL1にはVccを印加し、ビット線BL2には0ボルト
を印加する。その結果、メモリセルMC21には、データ
「0」が再び書き込まれる。
(3-C) Thereafter, the bit lines BL 1 , BL 2
Were allowed to charge and discharge by the differential sense amplifier SA, the V cc is applied to the bit line BL 1, the bit line BL 2 applying 0 volts. As a result, data “0” is written into the memory cell MC 21 again.

【0095】(3−D)その後、選択プレート線PL1
を0ボルトとすることによって、メモリセルMC11
は、データ「1」が再び書き込まれる。
(3-D) Thereafter, the selected plate line PL 1
By zero volts, the memory cell MC 11, data "1" is written again.

【0096】(3−E)データの書込みを終了する場合
には、次いで、ビット線BL1,BL2を0ボルトまで放
電し、非選択プレート線PLm(m=2,3,4)を0
ボルトまで放電する。
(3-E) When ending the data writing, the bit lines BL 1 and BL 2 are discharged to 0 volt and the unselected plate lines PL m (m = 2, 3, 4) are discharged. 0
Discharge to volts.

【0097】以上のシーケンスに従えば、非選択メモリ
セルMC1m,MC2m(m=2,3,4)におけるキャパ
シタ部に加わるディスターブは、常に、(1/2)Vcc
以下に抑えられる。
According to the above sequence, the disturbance applied to the capacitor portion in the unselected memory cells MC 1m and MC 2m (m = 2, 3, 4) is always (1 /) V cc
It can be suppressed below.

【0098】この例においては、メモリセルからのデー
タの読出し、及び、データの再書込みにおいては、図5
を参照して説明した印加電圧パルス幅制御回路10の作
動によって、工程(3−B)、工程(3−C)及び工程
(3−D)における第1の電圧VSELのパルス幅(t1
及び第2の電圧VNON-SELのパルス幅(t1+t2)を可
変制御すればよい。
In this example, when reading data from a memory cell and rewriting data, the data shown in FIG.
The pulse width (t 1 ) of the first voltage V SEL in the steps (3-B), (3-C) and (3-D) by the operation of the applied voltage pulse width control circuit 10 described with reference to FIG. )
The pulse width (t 1 + t 2 ) of the second voltage V NON-SEL may be variably controlled.

【0099】更に、実施の形態2の不揮発性メモリから
データを読み出し、データを再書込みする方法の別の変
形例を、以下、説明する。尚、一例として、対となった
メモリセルMC11,MC21からデータを読み出すものと
し、メモリセルMC11にはデータ「1」が、メモリセル
MC21にはデータ「0」が記憶されているとする。図9
に動作波形を示す。尚、図9中、括弧内の数字は、以下
に説明する工程の番号と対応している。
Further, another modified example of the method of reading data from the nonvolatile memory of Embodiment 2 and rewriting data will be described below. As an example, data is read from a pair of memory cells MC 11 and MC 21, and data “1” is stored in the memory cell MC 11 and data “0” is stored in the memory cell MC 21 . And FIG.
Shows operation waveforms. In FIG. 9, the numbers in parentheses correspond to the numbers of the steps described below.

【0100】(4−A)待機状態では、全ビット線、全
ワード線、全プレート線が接地されている。そして、接
地線(図示せず)とビット線BL1,BL2との電気的な
接続を解き、ビット線BL1,BL2を浮遊状態とする。
(4-A) In the standby state, all bit lines, all word lines, and all plate lines are grounded. Then, the electrical connection between the ground line (not shown) and the bit lines BL 1 and BL 2 is released, and the bit lines BL 1 and BL 2 are brought into a floating state.

【0101】(4−B)データ読出しの開始時、ワード
線WLをハイレベルとすることによって、選択用トラン
ジスタTR1,TR2をオン状態とする。併せて、選択プ
レート線PL1に第1の電圧VSEL(=Vcc)を印加し、
非選択プレート線PLm(m=2,3・・・8)に第2
の電圧VNON-SEL[=(1/2)Vcc]を印加する。こ
れによって、データ「1」を記憶していたキャパシタ部
から構成されたメモリセルMC11からは反転電荷が放出
され、その結果、ビット線BL1,BL2の間に電位差が
生じる。次に、差動センスアンプSAを活性化して、か
かるビット線BL 1,BL2の間の電位差をデータとして
読み出す。
(4-B) At the start of data reading, word
By setting the line WL to a high level, the selection transistor
Jista TR1, TRTwoIs turned on. In addition, select
Rate line PL1To the first voltage VSEL(= Vcc)
Unselected plate line PLm(M = 2,3 ... 8)
Voltage VNON-SEL[= (1/2) Vcc] Is applied. This
As a result, the capacitor unit storing the data “1”
Memory cell MC composed of11Releases reverse charge from
As a result, the bit line BL1, BLTwoPotential difference between
Occurs. Next, the differential sense amplifier SA is activated,
Bit line BL 1, BLTwoPotential difference between
read out.

【0102】(4−C)その後、ワード線WLをローレ
ベルとすることによって、選択用トランジスタTR1
TR2をオフ状態とする。併せて、選択プレート線P
1、非選択プレート線PLmを0ボルトとする。同時
に、ビット線BL1,BL2を、差動センスアンプSAに
よって充放電させ、ビット線BL1にはVccを印加し、
ビット線BL2には0ボルトを印加する。
(4-C) Thereafter, the word line WL is set to the low level, whereby the selection transistors TR 1 ,
And turn off the TR 2. In addition, select plate line P
L 1 , the unselected plate line PL m is set to 0 volt. At the same time, the bit lines BL 1 and BL 2 are charged and discharged by the differential sense amplifier SA, and Vcc is applied to the bit line BL 1 ,
The bit line BL 2 applying 0 volts.

【0103】(4−D)その後、先に説明した工程(1
−C)を実行することによって、メモリセルMC21
は、データ「0」が再び書き込まれる。
(4-D) Thereafter, the steps (1)
By executing -C), the memory cell MC 21, the data "0" is written again.

【0104】(4−E)次いで、先に説明した工程(1
−D)を実行することによって、即ち、選択プレート線
PL1を0ボルトとすることによって、メモリセルMC
11には、データ「1」が再び書き込まれる。
(4-E) Next, the above-described step (1)
By executing the -D), that is, by the selected plate line PL 1 and 0 volt, the memory cell MC
Data “1” is written into 11 again.

【0105】(4−F)データの書込みを終了する場合
には、次いで、ビット線BL1,BL2を0ボルトまで放
電し、非選択プレート線PLm(m=2,3・・・8)
を0ボルトまで放電する。
(4-F) When ending the data writing, the bit lines BL 1 and BL 2 are discharged to 0 volt, and the non-selected plate lines PL m (m = 2, 3... 8) )
To 0 volts.

【0106】この例においては、データの再書込みにお
いて、図5を参照して説明した印加電圧パルス幅制御回
路10の作動によって、工程(4−D)及び工程(4−
E)における第1の電圧VSELのパルス幅(t1)及び第
2の電圧VNON-SELのパルス幅(t1+t2)を可変制御
すればよい。また、データの読出しにおいては、図10
に示すように、印加電圧パルス幅制御回路10Aを、ス
イッチ用FET11、強誘電体キャパシタ12、スイッ
チ用FET13、インピーダンス変換回路14、積分回
路15、スイッチ用FET16、NAND回路17、A
ND回路18A、AND回路18B、AND回路18C
から構成し、かかる印加電圧パルス幅制御回路の作動に
よって、工程(4−B)における第1の電圧VSEL及び
第2の電圧VNON-SELのパルス幅(t’)を可変制御す
ればよい。尚、AND回路18Aは、その出力部から
「出力1」を出力する。AND回路18Aからの「出力
1」は、周知のプレート線デコーダ/ドライバPDに入
力され、かかるプレート線デコーダ/ドライバPDから
第1の電圧VSELが出力される。また、AND回路18
Bからの「出力2」は、周知のプレート線デコーダ/ド
ライバPDに入力され、かかるプレート線デコーダ/ド
ライバPDから第2の電圧VNON-SELが出力される。ま
た、AND回路18Cからの「出力3」は、周知のワー
ド線デコーダ/ドライバWDに入力され、かかるワード
線デコーダ/ドライバWDから所定の電圧が出力され、
選択トランジスタの動作が制御される。
In this example, when data is rewritten, the steps (4-D) and (4-D) are performed by the operation of the applied voltage pulse width control circuit 10 described with reference to FIG.
First pulse width of the voltage V SEL at E) (t 1) and a second pulse width of the voltage V NON-SEL to (t 1 + t 2) may be variably controlled. In reading data, FIG.
As shown in the figure, the applied voltage pulse width control circuit 10A is composed of a switching FET 11, a ferroelectric capacitor 12, a switching FET 13, an impedance conversion circuit 14, an integrating circuit 15, a switching FET 16, a NAND circuit 17, and A
ND circuit 18A, AND circuit 18B, AND circuit 18C
The pulse width (t ′) of the first voltage V SEL and the second voltage V NON-SEL in step (4-B) may be variably controlled by the operation of the applied voltage pulse width control circuit. . The AND circuit 18A outputs "output 1" from its output section. “Output 1” from the AND circuit 18A is input to a well-known plate line decoder / driver PD, and the plate line decoder / driver PD outputs a first voltage V SEL . The AND circuit 18
“Output 2” from B is input to a well-known plate line decoder / driver PD, and the plate line decoder / driver PD outputs a second voltage V NON-SEL . The "output 3" from the AND circuit 18C is input to a known word line decoder / driver WD, and a predetermined voltage is output from the word line decoder / driver WD.
The operation of the selection transistor is controlled.

【0107】また、所謂フラッシュメモリと同様に、プ
レート線に接続されたメモリセルを一括して書き換える
こともできる。この場合には、読出し動作を省略して、
動作の簡素化と、書き換えの高速化を図ることができ
る。即ち、一旦、メモリユニット内の全てのメモリセル
にデータ「0」を書込み、次いで、所定のメモリセルに
データ「1」を書き込めばよい。この場合には、図10
に示した構成を有する本発明の印加電圧パルス幅制御回
路の変形例を用いればよい。但し、AND回路18Aは
不要である。
Also, similarly to a so-called flash memory, memory cells connected to a plate line can be rewritten collectively. In this case, the read operation is omitted and
Operation can be simplified and rewriting can be speeded up. That is, data "0" may be written once to all memory cells in the memory unit, and then data "1" may be written to predetermined memory cells. In this case, FIG.
The modified example of the applied voltage pulse width control circuit of the present invention having the configuration shown in FIG. However, the AND circuit 18A is unnecessary.

【0108】実施の形態2の不揮発性メモリにおいてデ
ータを一括して書き換える方法を、以下、説明する。図
11に動作波形を示す。尚、図11中、括弧内の数字
は、以下に説明する工程の番号と対応している。
A method for collectively rewriting data in the nonvolatile memory according to the second embodiment will be described below. FIG. 11 shows operation waveforms. In FIG. 11, the numbers in parentheses correspond to the numbers of the steps described below.

【0109】(5−A)先ず、ワード線WLをハイレベ
ルとすることによって、選択用トランジスタTR1,T
2をオン状態とする。尚、ビット線BL1,BL2を0
ボルトとしておく。そして、プレート線PLm(m=
1,2・・・7,8)に、順次、第1の電圧VSEL(=
cc)を印加していく。これによって、全てのメモリセ
ルMC1m,MC2mにはデータ「0」が書き込まれる。
尚、図11においては、メモリセルMC11,MC21にデ
ータ「0」が書き込まれる状態を示す。
(5-A) First, by setting the word line WL to a high level, the selection transistors TR 1 , T
R 2 is turned on. Note that bit lines BL 1 and BL 2 are set to 0
Leave as bolts. Then, the plate line PL m (m =
1, 2, ... 7, 8), sequentially, the first voltage V SEL (=
V cc ). As a result, data “0” is written to all the memory cells MC 1m and MC 2m .
FIG. 11 shows a state in which data “0” is written to the memory cells MC 11 and MC 21 .

【0110】(5−B)次いで、ワード線WLをローレ
ベルとすることによって、選択用トランジスタTR1
TR2をオフ状態とする。併せて、プレート線PLm(m
=1,2・・・7,8)を0ボルトとし、ビット線BL
1をVcc、ビット線BL2を(1/3)Vccとする。
(5-B) Next, by setting the word line WL to low level, the selection transistors TR 1 ,
And turn off the TR 2. In addition, the plate line PL m (m
= 1,2,7,8) is set to 0 volt, and the bit line BL
Let 1 be V cc and bit line BL 2 be (1 /) V cc .

【0111】(5−C)その後、ワード線WLをハイレ
ベルとすることによって、選択用トランジスタTR1
TR2をオン状態とし、併せて、選択メモリセルM
11,MC21を構成するプレート線PL1を0ボルトと
し、非選択メモリセルMC1k,MC2k(k≠1)を構成
するプレート線PLkを(2/3)Vccとする。これに
よって、ビット線BL1に接続された選択メモリセルM
11においては、第1の電極の電位がVccであり、第2
の電極の電位が0ボルトであるが故に、第1の電圧VSE
LはVccとなり、データ「1」が書き込まれる。一方、
ビット線BL2に接続された選択メモリセルMC21にお
いては、第1の電極の電位が(1/3)Vccであり、第
2の電極の電位は0ボルトであるが故に、データ「0」
のままである。また、ビット線BL1に接続された非選
択メモリセルMC1kにおいては、第1の電極の電位がV
ccであり、第2の電極の電位が(2/3)Vccであるが
故に、第2の電圧VNON-SELは(1/3)Vccとなる。
一方、ビット線BL2に接続された非選択メモリセルM
2kにおいては、第1の電極の電位が(1/3)Vcc
あり、第2の電極の電位が(2/3)Vccであるが故
に、第2の電圧VNON-SELは(1/3)Vccとなる。
(5-C) After that, by setting the word line WL to high level, the selection transistors TR 1 ,
The TR 2 is turned on, in addition, the selected memory cell M
The plate line PL 1 forming C 11 and MC 21 is set to 0 volt, and the plate line PL k forming non-selected memory cells MC 1k and MC 2k (k ≠ 1) is set to (2/3) Vcc . Thereby, the selected memory cell M connected to the bit line BL 1
In C 11, the potential of the first electrode is V cc, second
Of the first voltage V SE because the potential of the
L becomes Vcc , and data "1" is written. on the other hand,
In the selected memory cell MC 21 connected to the bit line BL 2, the potential of the first electrode is (1/3) V cc, the potential of the second electrode is at 0 volts, therefore, data "0 "
Remains. In the non-selected memory cell MC 1k connected to the bit line BL 1 , the potential of the first electrode is V
cc , and since the potential of the second electrode is (2/3) Vcc , the second voltage VNON-SEL becomes (1/3) Vcc .
On the other hand, unselected memory cells M connected to bit line BL 2
At C 2k , since the potential of the first electrode is (1 /) V cc and the potential of the second electrode is (2) V cc , the second voltage V NON-SEL is (1 /) Vcc .

【0112】(5−D)データの書込みを終了する場合
には、次いで、ビット線BL1,BL2を0ボルトまで放
電し、非選択プレート線PLm(m=2,3・・・8)
を0ボルトまで放電する。
(5-D) When ending the data writing, the bit lines BL 1 and BL 2 are discharged to 0 volt, and the non-selected plate lines PL m (m = 2, 3... 8) )
To 0 volts.

【0113】こうして、所定のメモリセルにデータ
「1」を書き込むことができ、しかも、非選択メモリセ
ルにおけるディスターブの緩和を図ることができる。そ
して、データの書込みにおいて、印加電圧パルス幅制御
回路の作動によって、工程(5−C)における第1の電
圧VSELのパルス幅(具体的には、選択用トランジスタ
TR1,TR2がオン状態となっている時間)、及び、第
2の電圧VNON-SELのパルス幅を可変制御すればよい。
In this way, data "1" can be written to a predetermined memory cell, and disturbance in non-selected memory cells can be reduced. Then, in the data writing, the pulse width of the first voltage V SEL in step (5-C) (specifically, the selection transistors TR 1 and TR 2 are turned on by the operation of the applied voltage pulse width control circuit) ) And the pulse width of the second voltage V NON-SEL may be variably controlled.

【0114】以上に説明した実施の形態2の不揮発性メ
モリの動作においては、通常、1つのメモリユニット内
において、連続的に、1番目のメモリセルからM番目の
メモリセルまでのデータ読出し及び再書込みを、順次、
行う。それ故、非選択メモリセルは(M−1)回のディ
スターブを受けることになる。従って、このような回数
のディスターブを受けた場合であっても、メモリセルに
記憶されたデータが破壊されないように、第2の電圧の
パルス幅を決定する必要がある。
In the operation of the non-volatile memory according to the second embodiment described above, usually, in one memory unit, data reading from the first memory cell to the M-th memory cell and reading and resuming are successively performed. Write sequentially
Do. Therefore, the unselected memory cells receive (M-1) disturbances. Therefore, it is necessary to determine the pulse width of the second voltage so that the data stored in the memory cell is not destroyed even when such disturbs are received.

【0115】以下、実施の形態2の不揮発性メモリの製
造方法を説明するが、他の実施の形態あるいはその変形
における不揮発性メモリも、実質的に同様の方法で製造
することができる。
The method of manufacturing the nonvolatile memory according to the second embodiment will be described below. However, the nonvolatile memory according to the other embodiments or modifications thereof can be manufactured by substantially the same method.

【0116】先ず、不揮発性メモリにおける選択用トラ
ンジスタとして機能するMOS型トランジスタを半導体
基板30に形成する。そのために、例えばLOCOS構
造を有する素子分離領域31を公知の方法に基づき形成
する。尚、素子分離領域は、トレンチ構造を有していて
もよいし、LOCOS構造とトレンチ構造の組合せとし
てもよい。その後、半導体基板30の表面を例えばパイ
ロジェニック法により酸化し、ゲート絶縁膜32を形成
する。次いで、不純物がドーピングされたポリシリコン
層をCVD法にて全面に形成した後、ポリシリコン層を
パターニングし、ゲート電極33を形成する。このゲー
ト電極33はワード線WLを兼ねている。尚、ゲート電
極33をポリシリコン層から構成する代わりに、ポリサ
イドや金属シリサイドから構成することもできる。次
に、半導体基板30にイオン注入を行い、LDD構造を
形成する。その後、全面にCVD法にてSiO2層を形
成した後、このSiO2層をエッチバックすることによ
って、ゲート電極33の側面にゲートサイドウオール
(図示せず)を形成する。次いで、半導体基板30にイ
オン注入を施した後、イオン注入された不純物の活性化
アニール処理を行うことによって、ソース/ドレイン領
域34を形成する。
First, a MOS transistor functioning as a selection transistor in a nonvolatile memory is formed on a semiconductor substrate 30. For this purpose, for example, an element isolation region 31 having a LOCOS structure is formed based on a known method. Note that the element isolation region may have a trench structure or a combination of a LOCOS structure and a trench structure. Thereafter, the surface of the semiconductor substrate 30 is oxidized by, for example, a pyrogenic method to form a gate insulating film 32. Next, after a polysilicon layer doped with impurities is formed on the entire surface by a CVD method, the polysilicon layer is patterned to form a gate electrode 33. This gate electrode 33 also serves as a word line WL. Note that the gate electrode 33 may be formed of polycide or metal silicide instead of being formed of the polysilicon layer. Next, ions are implanted into the semiconductor substrate 30 to form an LDD structure. Thereafter, a SiO 2 layer is formed on the entire surface by the CVD method, and the SiO 2 layer is etched back to form a gate sidewall (not shown) on the side surface of the gate electrode 33. Next, after the semiconductor substrate 30 is subjected to ion implantation, the source / drain regions 34 are formed by performing an activation annealing treatment of the ion-implanted impurities.

【0117】次いで、SiO2から成る下層絶縁層をC
VD法にて形成した後、一方のソース/ドレイン領域3
4の上方の下層絶縁層に開口部をRIE法にて形成す
る。そして、かかる開口部内を含む下層絶縁層上に不純
物がドーピングされたポリシリコン層をCVD法にて形
成する。これによって、接続孔(コンタクトホール)3
5を得ることができる。次に、下層絶縁層上のポリシリ
コン層をパターニングすることによって、ビット線BL
を形成する。その後、BPSGから成る上層絶縁層をC
VD法にて全面に形成する。尚、BPSGから成る上層
絶縁層の形成後、窒素ガス雰囲気中で例えば900゜C
×20分間、上層絶縁層をリフローさせることが好まし
い。更には、必要に応じて、例えば化学的機械的研磨法
(CMP法)にて上層絶縁層の頂面を化学的及び機械的
に研磨し、上層絶縁層を平坦化することが望ましい。
尚、下層絶縁層と上層絶縁層を纏めて、絶縁層36と呼
ぶ。
Next, the lower insulating layer made of SiO 2 is
After being formed by the VD method, one of the source / drain regions 3
An opening is formed in the lower insulating layer above 4 by RIE. Then, a polysilicon layer doped with impurities is formed on the lower insulating layer including the inside of the opening by a CVD method. Thereby, the connection hole (contact hole) 3
5 can be obtained. Next, by patterning the polysilicon layer on the lower insulating layer, the bit line BL
To form Then, the upper insulating layer made of BPSG is replaced with C
It is formed on the entire surface by the VD method. After the formation of the upper insulating layer made of BPSG, for example, at 900 ° C. in a nitrogen gas atmosphere.
It is preferable to reflow the upper insulating layer for × 20 minutes. Further, if necessary, it is desirable to planarize the upper insulating layer by chemically and mechanically polishing the top surface of the upper insulating layer by, for example, a chemical mechanical polishing method (CMP method).
The lower insulating layer and the upper insulating layer are collectively referred to as an insulating layer 36.

【0118】次に、他方のソース/ドレイン領域34の
上方の絶縁層36に開口部37をRIE法にて形成した
後、かかる開口部37内を、不純物をドーピングしたポ
リシリコンで埋め込み、接続孔(コンタクトホール)3
8を完成させる。ビット線BLは、下層絶縁層上を、図
の左右方向に接続孔38と接触しないように延びてい
る。
Next, after an opening 37 is formed in the insulating layer 36 above the other source / drain region 34 by RIE, the inside of the opening 37 is filled with impurity-doped polysilicon to form a connection hole. (Contact hole) 3
8 is completed. The bit line BL extends over the lower insulating layer in the left-right direction in the drawing so as not to contact the connection hole 38.

【0119】尚、接続孔38は、絶縁層36に形成され
た開口部37内に、例えば、タングステン、Ti、P
t、Pd、Cu、TiW、TiNW、WSi2、MoS
2等の高融点金属や金属シリサイドから成る金属配線
材料を埋め込むことによって形成することもできる。接
続孔38の頂面は絶縁層36の表面と略同じ平面に存在
していてもよいし、接続孔38の頂部が絶縁層36の表
面に延在していてもよい。タングステンにて開口部37
を埋め込み、接続孔38を形成する条件を、以下の表1
に例示する。尚、タングステンにて開口部37を埋め込
む前に、Ti層及びTiN層を順に例えばマグネトロン
スパッタ法にて開口部37内を含む絶縁層36の上に形
成することが好ましい。ここで、Ti層及びTiN層を
形成する理由は、オーミックな低コンタクト抵抗を得る
こと、ブランケットタングステンCVD法における半導
体基板30の損傷発生の防止、タングステンの密着性向
上のためである。
The connection holes 38 are formed in the openings 37 formed in the insulating layer 36 by, for example, tungsten, Ti, P
t, Pd, Cu, TiW, TiNW, WSi 2 , MoS
It can also be formed by embedding a metal wiring material made of refractory metal or metal silicide of i 2 and the like. The top surface of the connection hole 38 may exist on substantially the same plane as the surface of the insulating layer 36, or the top portion of the connection hole 38 may extend on the surface of the insulating layer 36. Opening 37 with tungsten
Table 1 below shows the conditions for forming the connection holes 38 by embedding the holes.
An example is shown below. It is preferable that a Ti layer and a TiN layer are sequentially formed on the insulating layer 36 including the inside of the opening 37 by, for example, a magnetron sputtering method before filling the opening 37 with tungsten. Here, the reason why the Ti layer and the TiN layer are formed is to obtain an ohmic low contact resistance, prevent the semiconductor substrate 30 from being damaged by the blanket tungsten CVD method, and improve tungsten adhesion.

【0120】[表1] Ti層(厚さ:20nm)のスパッタ条件 プロセスガス:Ar=35sccm 圧力 :0.52Pa RFパワー :2kW 基板の加熱 :無し TiN層(厚さ:100nm)のスパッタ条件 プロセスガス:N2/Ar=100/35sccm 圧力 :1.0Pa RFパワー :6kW 基板の加熱 :無し タングステンのCVD形成条件 使用ガス:WF6/H2/Ar=40/400/2250
sccm 圧力 :10.7kPa 形成温度:450゜C タングステン層及びTiN層、Ti層のエッチング条件 第1段階のエッチング:タングステン層のエッチング 使用ガス :SF6/Ar/He=110:90:5scc
m 圧力 :46Pa RFパワー:275W 第2段階のエッチング:TiN層/Ti層のエッチング 使用ガス :Ar/Cl2=75/5sccm 圧力 :6.5Pa RFパワー:250W
[Table 1] Sputtering conditions of Ti layer (thickness: 20 nm) Process gas: Ar = 35 sccm Pressure: 0.52 Pa RF power: 2 kW Heating of substrate: none Sputtering condition of TiN layer (thickness: 100 nm) Process Gas: N 2 / Ar = 100/35 sccm Pressure: 1.0 Pa RF power: 6 kW Heating of substrate: None Tungsten CVD forming conditions Gas used: WF 6 / H 2 / Ar = 40/400/2250
Sccm pressure: 10.7 kPa Forming temperature: 450 ° C. Etching conditions for tungsten layer, TiN layer and Ti layer First stage etching: Etching of tungsten layer Gas used: SF 6 / Ar / He = 110: 90: 5 scc
m Pressure: 46 Pa RF power: 275 W Second stage etching: TiN layer / Ti layer etching Gas used: Ar / Cl 2 = 75/5 sccm Pressure: 6.5 Pa RF power: 250 W

【0121】次に、絶縁層36上に、TiNから成る密
着層(図示せず)を形成することが望ましい。そして、
密着層上にIrから成る第1の電極(下部電極)41を
構成する第1の電極材料層を、例えばスパッタ法にて形
成し、第1の電極材料層及び密着層をフォトリソグラフ
ィ技術及びドライエッチング技術に基づきパターニング
することによって、第1の電極41(共通ノードCN)
を得ることができる。また、周辺回路を形成すべき領域
においては、印加電圧パルス幅制御回路を構成する強誘
電体キャパシタの下部電極を同時に形成する。
Next, it is desirable to form an adhesion layer (not shown) made of TiN on the insulating layer 36. And
A first electrode material layer constituting a first electrode (lower electrode) 41 made of Ir is formed on the adhesion layer by, for example, a sputtering method. By patterning based on the etching technique, the first electrode 41 (common node CN)
Can be obtained. In a region where a peripheral circuit is to be formed, a lower electrode of a ferroelectric capacitor constituting an applied voltage pulse width control circuit is simultaneously formed.

【0122】その後、例えば、MOCVD法によって、
Bi系層状構造ペロブスカイト型の強誘電体材料(具体
的には、例えば、Bi2SrTa29)から成る強誘電
体薄膜を全面に形成する。その後、250゜Cの空気中
で乾燥処理を行った後、750゜Cの酸素ガス雰囲気で
1時間の熱処理を施し、結晶化を促進させる。
Then, for example, by the MOCVD method,
A ferroelectric thin film made of a Bi-based layered structure perovskite ferroelectric material (specifically, for example, Bi 2 SrTa 2 O 9 ) is formed on the entire surface. Thereafter, after performing a drying treatment in air at 250 ° C., a heat treatment is performed for 1 hour in an oxygen gas atmosphere at 750 ° C. to promote crystallization.

【0123】次に、IrO2-X層、Pt層を、スパッタ
法にて、順次、全面に形成した後、フォトリソグラフィ
技術、ドライエッチング技術に基づき、Pt層、IrO
2-X層、強誘電体薄膜を順次、パターニングして、プレ
ート線PLmを兼ねた第2の電極43及び強誘電体層4
2を形成する。尚、エッチングによって、強誘電体層4
2にダメージが加わる場合には、ダメージ回復に必要と
される温度にて、熱処理を行えばよい。また、周辺回路
を形成すべき領域においては、印加電圧パルス幅制御回
路を構成する強誘電体キャパシタの上部電極及び強誘電
体層を同時に形成する。その後、絶縁層36及びキャパ
シタ部の上に上部絶縁層50Aを形成する。
Next, an IrO 2 -X layer and a Pt layer are sequentially formed on the entire surface by a sputtering method, and then the Pt layer, the IrO 2
2-X layer, are sequentially a ferroelectric thin film, is patterned, the second electrode 43 and a ferroelectric layer 4 serving also as a plate line PL m
Form 2 In addition, the ferroelectric layer 4 is etched.
2 may be subjected to heat treatment at a temperature required for damage recovery. In a region where a peripheral circuit is to be formed, an upper electrode and a ferroelectric layer of a ferroelectric capacitor constituting an applied voltage pulse width control circuit are simultaneously formed. After that, the upper insulating layer 50A is formed on the insulating layer 36 and the capacitor section.

【0124】尚、各第2の電極43はプレート線PLm
を兼ねていなくともよい。この場合には、絶縁層36及
びキャパシタ部の上に上層絶縁層を形成した後、上層絶
縁層上にプレート線PLmを形成し、併せて、第2の電
極43とプレート線PLmとを、上層絶縁層に設けられ
た接続孔(ビアホール)によって接続すればよい。ま
た、強誘電体薄膜はパターニングしなくともよい。
Each second electrode 43 is connected to a plate line PL m
It is not necessary to double as. In this case, after the upper insulating layer is formed on the insulating layer 36 and the capacitor portion, the plate line PL m is formed on the upper insulating layer, and the second electrode 43 and the plate line PL m are connected together. The connection may be made by a connection hole (via hole) provided in the upper insulating layer. Further, the ferroelectric thin film need not be patterned.

【0125】例えば、Bi2SrTa29から成る強誘
電体薄膜の形成条件を、以下の表2に例示する。尚、表
2中、「thd」は、テトラメチルヘプタンジオンの略
である。また、表2に示したソース原料はテトラヒドロ
フラン(THF)を主成分とする溶媒中に溶解されてい
る。
For example, the conditions for forming a ferroelectric thin film made of Bi 2 SrTa 2 O 9 are shown in Table 2 below. In Table 2, "thd" is an abbreviation for tetramethylheptanedione. The source materials shown in Table 2 are dissolved in a solvent containing tetrahydrofuran (THF) as a main component.

【0126】 [表2] MOCVD法による形成 ソース材料 :Sr(thd)2−tetraglyme Bi(C653 Ta(O−iC374(thd) 形成温度 :400〜700゜C プロセスガス:Ar/O2=1000/1000cm3 形成速度 :5〜20nm/分[Table 2] Formation by MOCVD method Source material: Sr (thd) 2 -tetraglyme Bi (C 6 H 5 ) 3 Ta (O-iC 3 H 7 ) 4 (thd) Formation temperature: 400 to 700 ° C. Process gas: Ar / O 2 = 1000/1000 cm 3 Formation rate: 5 to 20 nm / min

【0127】あるいは又、Bi2SrTa29から成る
強誘電体薄膜をパルスレーザアブレーション法、ゾル−
ゲル法、あるいはRFスパッタ法にて全面に形成するこ
ともできる。これらの場合の形成条件を、以下の表3、
表4、表5に例示する。尚、ゾル−ゲル法によって厚い
強誘電体薄膜を形成する場合、所望の回数、スピンコー
ト及び乾燥、あるいはスピンコート及び焼成(又は、ア
ニール処理)を繰り返せばよい。
Alternatively, a ferroelectric thin film made of Bi 2 SrTa 2 O 9 is formed by a pulse laser ablation method,
It can also be formed over the entire surface by a gel method or an RF sputtering method. The forming conditions in these cases are shown in Table 3 below.
Examples are shown in Tables 4 and 5. When a thick ferroelectric thin film is formed by the sol-gel method, spin coating and drying, or spin coating and baking (or annealing) may be repeated a desired number of times.

【0128】[表3] パルスレーザアブレーション法による形成 ターゲット:Bi2SrTa29 使用レーザ:KrFエキシマレーザ(波長248nm、
パルス幅25n秒、5Hz) 形成温度 :400〜800゜C 酸素濃度 :3Pa
[Table 3] Formation by pulsed laser ablation method Target: Bi 2 SrTa 2 O 9 Laser: KrF excimer laser (wavelength 248 nm,
(Pulse width 25 ns, 5 Hz) Forming temperature: 400 to 800 ° C. Oxygen concentration: 3 Pa

【0129】 [表4] ゾル−ゲル法による形成 原料:Bi(CH3(CH23CH(C25)COO)3 [ビスマス・2エチルヘキサン酸,Bi(OOc)3] Sr(CH3(CH23CH(C25)COO)2 [ストロンチウム・2エチルヘキサン酸,Sr(OOc)2] Ta(OEt)5 [タンタル・エトキシド] スピンコート条件:3000rpm×20秒 乾燥:250゜C×7分 焼成:400〜800゜C×1時間(必要に応じてRTA処理を加える)[Table 4] Formation by sol-gel method Raw material: Bi (CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5 ) COO) 3 [Bismuth / 2-ethylhexanoic acid, Bi (OOc) 3 ] Sr ( CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5 ) COO) 2 [Strontium / 2-ethylhexanoic acid, Sr (OOc) 2 ] Ta (OEt) 5 [Tantalum ethoxide] Spin coating conditions: 3000 rpm × 20 seconds Drying : 250 ° C × 7 minutes Firing: 400 to 800 ° C × 1 hour (RTA treatment is added if necessary)

【0130】[表5] RFスパッタ法による形成 ターゲット:Bi2SrTa29セラミックターゲット RFパワー:1.2W〜2.0W/ターゲット1cm2 雰囲気圧力:0.2〜1.3Pa 形成温度 :室温〜600゜C プロセスガス:Ar/O2の流量比=2/1〜9/1[Table 5] Formation by RF sputtering Target: Bi 2 SrTa 2 O 9 ceramic target RF power: 1.2 W to 2.0 W / target 1 cm 2 Atmospheric pressure: 0.2 to 1.3 Pa Formation temperature: room temperature゜ 600 ° C. Process gas: Ar / O 2 flow rate ratio = 2/1 to 9/1

【0131】強誘電体層を、PZTあるいはPLZTか
ら構成するときの、マグネトロンスパッタ法によるPZ
TあるいはPLZTの形成条件を以下の表6に例示す
る。あるいは又、PZTやPLZTを、反応性スパッタ
法、電子ビーム蒸着法、ゾル−ゲル法、又はMOCVD
法にて形成することもできる。
When the ferroelectric layer is made of PZT or PLZT, the PZT by magnetron sputtering is used.
Table 6 below shows conditions for forming T or PLZT. Alternatively, PZT or PLZT is prepared by reactive sputtering, electron beam evaporation, sol-gel, or MOCVD.
It can also be formed by a method.

【0132】[表6] ターゲット :PZTあるいはPLZT プロセスガス:Ar/O2=90体積%/10体積% 圧力 :4Pa パワー :50W 形成温度 :500゜C[Table 6] Target: PZT or PLZT Process gas: Ar / O 2 = 90% by volume / 10% by volume Pressure: 4 Pa Power: 50 W Forming temperature: 500 ° C.

【0133】更には、PZTやPLZTをパルスレーザ
アブレーション法にて形成することもできる。この場合
の形成条件を以下の表7に例示する。
Furthermore, PZT or PLZT can be formed by a pulse laser ablation method. The forming conditions in this case are shown in Table 7 below.

【0134】[表7] ターゲット:PZT又はPLZT 使用レーザ:KrFエキシマレーザ(波長248nm、
パルス幅25n秒、3Hz) 出力エネルギー:400mJ(1.1J/cm2) 形成温度 :550〜600゜C 酸素濃度 :40〜120Pa
[Table 7] Target: PZT or PLZT Laser used: KrF excimer laser (wavelength 248 nm,
Pulse width 25 ns, 3 Hz) Output energy: 400 mJ (1.1 J / cm 2 ) Forming temperature: 550 to 600 ° C. Oxygen concentration: 40 to 120 Pa

【0135】尚、実施の形態2の不揮発性メモリにおい
ては、対となったメモリセルMC1m,MC2mによる相補
的なデータ記憶を例に挙げたが、例えば、ダミーセル等
を用いて、参照側ビット線に、データ「1」の読出し電
位と、データ「0」の読出し電位の中間の参照電位を与
えることによって、メモリセル毎に1ビットを記憶する
ことも可能である。この場合の等価回路図を、図12に
示す。図3に示した構成と異なり、この不揮発性メモリ
の変形例においては、選択用トランジスタTR 1及び選
択用トランジスタTR2のそれぞれは、ワード線WL1
びワード線WL2に接続され、これらのワード線WL1
WL2は、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続され
ている。
In the nonvolatile memory according to the second embodiment,
The paired memory cells MC1m, MC2mComplement by
Data storage as an example, but for example, dummy cells
, The data for reading data “1” is applied to the reference side bit line.
And a reference potential in the middle of the read potential of data "0".
1 bit for each memory cell
It is also possible. FIG. 12 shows an equivalent circuit diagram in this case.
Show. Unlike the configuration shown in FIG. 3, this nonvolatile memory
In the modification of the above, the selection transistor TR 1And election
Selection transistor TRTwoOf the word lines WL1Passing
And word line WLTwoAnd these word lines WL1,
WLTwoIs connected to a word line decoder / driver WD.
ing.

【0136】更には、等価回路図を図13に示すよう
に、1つのメモリユニットMUから不揮発性メモリを構
成してもよい。
Further, as shown in an equivalent circuit diagram of FIG. 13, one memory unit MU may constitute a nonvolatile memory.

【0137】(実施の形態3)実施の形態3は、実施の
形態2にて説明した印加電圧パルス幅制御回路の変形で
ある。実施の形態3においては、印加電圧パルス幅制御
回路10を構成する積分回路15には、図14の(A)
に示すように、並列に接続された複数のキャパシタ(コ
ンデンサ)15B,15C・・・が備えられている。そ
して、不揮発性メモリの完成後、特性試験を行い、これ
らの複数のキャパシタのそれぞれの使用、不使用を決定
する。具体的には、過剰電流やレーザビームを使用し
て、キャパシタのそれぞれに接続された配線を切断する
ことによって、使用、不使用を達成することができる。
このような複数のキャパシタ(コンデンサ)のそれぞれ
の使用、不使用によって、第1及び第2の電圧あるいは
印加電圧のパルス幅基本設定値を決定することができ
る。
(Embodiment 3) Embodiment 3 is a modification of the applied voltage pulse width control circuit described in Embodiment 2. In the third embodiment, the integrating circuit 15 included in the applied voltage pulse width control circuit 10 includes (A) in FIG.
, A plurality of capacitors (capacitors) 15B, 15C,... Connected in parallel are provided. After completion of the nonvolatile memory, a characteristic test is performed to determine whether each of the plurality of capacitors is used or not. Specifically, use or non-use can be achieved by cutting the wiring connected to each of the capacitors using an excess current or a laser beam.
The pulse width basic set value of the first and second voltages or the applied voltage can be determined by using or not using each of the plurality of capacitors (capacitors).

【0138】あるいは又、印加電圧パルス幅制御回路1
0を構成する積分回路15には、図14の(B)に示す
ように、複数のキャパシタ(コンデンサ)15B,15
C・・・が備えられ、更に、例えば熱電対を備えた温度
検出・制御手段19を備え、温度検出・制御手段19に
よって検出された温度に基づき、複数のキャパシタ15
B,15C・・・のそれぞれの作動が制御される構成と
することもできる。複数のキャパシタ15B,15C・
・・のそれぞれの作動の制御は、キャパシタのそれぞれ
に、例えば、MOS型FETから成るスイッチング素子
15b,15c・・・を接続しておき、かかるスイッチ
ング素子15b,15c・・・の作動(オン/オフ)を
温度検出・制御手段19によって制御することで達成す
ることができる。
Alternatively, the applied voltage pulse width control circuit 1
As shown in FIG. 14B, a plurality of capacitors (capacitors) 15B, 15B
.., And a temperature detecting / controlling unit 19 having, for example, a thermocouple, and a plurality of capacitors 15 based on the temperature detected by the temperature detecting / controlling unit 19.
., 15C... May be controlled. A plurality of capacitors 15B, 15C
.. Are controlled by connecting the switching elements 15b, 15c... Made of, for example, MOS-type FETs to each of the capacitors, and operating the switching elements 15b, 15c. OFF) is controlled by the temperature detection / control means 19.

【0139】尚、印加電圧パルス幅制御回路10を構成
する積分回路25を、図14の(A)あるいは(B)に
図示した構成とすることもできる。また、印加電圧パル
ス幅制御回路10を構成する積分回路15,25を、図
14の(A)及び図14の(B)に図示した構成の組合
せとすることもできる。また、図14の(A)、(B)
に示した構成を、図10に示した印加電圧パルス幅制御
回路に適用することもできる。
Incidentally, the integration circuit 25 constituting the applied voltage pulse width control circuit 10 may be configured as shown in FIG. 14 (A) or (B). Further, the integration circuits 15 and 25 constituting the applied voltage pulse width control circuit 10 may be a combination of the configurations shown in FIGS. 14A and 14B. 14A and 14B of FIG.
Can be applied to the applied voltage pulse width control circuit shown in FIG.

【0140】印加電圧パルス幅制御回路10をこのよう
な構成にすることによって、強誘電体キャパシタ12,
22やメモリセルを構成するキャパシタ部の特性にばら
つきが生じた場合であっても、あるいは又、スイッチ用
FET16,26の特性にばらつきが生じた場合であっ
ても、これらのばらつきを補償することができる。ま
た、図14の(B)に示した構成においては、強誘電体
層の温度変化に更に一層確実に対処することができる。
By configuring the applied voltage pulse width control circuit 10 in such a configuration, the ferroelectric capacitors 12 and
Even if the characteristics of the capacitor 22 constituting the memory cell vary, or if the characteristics of the switching FETs 16 and 26 vary, these variations should be compensated for. Can be. Further, in the configuration shown in FIG. 14B, it is possible to more reliably cope with a temperature change of the ferroelectric layer.

【0141】(実施の形態4)実施の形態4において
は、実施の形態2にて説明した不揮発性メモリの変形例
を示す。実施の形態4の不揮発性メモリは、不揮発性メ
モリを構成する第1のメモリユニットMU1と、この不
揮発性メモリと第1のビット線BL1の延在する方向に
隣接した不揮発性メモリを構成する第1のメモリユニッ
トMU’1とを層間絶縁層50を介して積層し、不揮発
性メモリを構成する第2のメモリユニットMU2と、こ
の不揮発性メモリと第2のビット線BL2の延在する方
向に隣接した不揮発性メモリを構成する第2のメモリユ
ニットMU’2とを層間絶縁層50を介して積層した構
成を有する。かかる実施の形態4の不揮発性メモリの模
式的な一部断面図を図15に示す。但し、図15におい
ては、第1のメモリユニットMU 1,MU’1のみを図示
した。第2のメモリユニットMU2,MU’2は、図15
の紙面垂直方向に隣接している。尚、第1のメモリユニ
ットMU’1の構成要素に関する参照番号には「’」を
付した。
(Embodiment 4) In Embodiment 4,
Is a modification of the nonvolatile memory described in the second embodiment.
Is shown. The nonvolatile memory according to the fourth embodiment is a nonvolatile memory.
First memory unit MU constituting memory1And this
Volatile memory and first bit line BL1In the direction in which
A first memory unit constituting an adjacent nonvolatile memory
MU '1Are laminated via an interlayer insulating layer 50,
Second memory unit MU constituting a volatile memoryTwoAnd this
Nonvolatile memory and second bit line BLTwoWho extends
A second memory unit constituting a non-volatile memory adjacent to the second memory unit
Knit MU 'TwoAre laminated with an interlayer insulating layer 50 interposed therebetween.
Have A model of such a nonvolatile memory according to the fourth embodiment.
FIG. 15 shows a schematic partial cross-sectional view. However, in FIG.
The first memory unit MU 1, MU '1Only shown
did. Second memory unit MUTwo, MU 'TwoFigure 15
Are adjacent to each other in the direction perpendicular to the plane of the drawing. Note that the first memory unit
MU '1The reference number for the component of
Attached.

【0142】より具体的には、図15に示す不揮発性メ
モリにおいては、p型のシリコン半導体基板30に形成
されたLOCOS構造、シャロートレンチ構造、あるい
はLOCOS構造とシャロートレンチ構造の組合せから
成る素子分離領域31に囲まれた活性領域に、MOS型
FETから成る選択用トランジスタTR1,TR’1が形
成されている。選択用トランジスタTR1,TR’1は、
シリコン半導体基板30の表面に形成された、例えばシ
リコン酸化膜から成るゲート絶縁膜32、ゲート絶縁膜
32上に形成されたゲート電極33(ワード線WL1
WL’1を兼ねている)、及び、シリコン半導体基板3
0の活性領域に形成され、n+型不純物を含有するソー
ス/ドレイン領域34から構成されている。
More specifically, in the nonvolatile memory shown in FIG. 15, an element isolation formed of a LOCOS structure, a shallow trench structure, or a combination of a LOCOS structure and a shallow trench structure formed in a p-type silicon semiconductor substrate 30 is used. In the active region surrounded by the region 31, selection transistors TR 1 and TR ′ 1 each composed of a MOS FET are formed. The selection transistors TR 1 and TR ′ 1 are:
A gate insulating film 32 made of, for example, a silicon oxide film formed on the surface of the silicon semiconductor substrate 30 and a gate electrode 33 (word line WL 1 ,
WL 'also serves as a 1), and, a silicon semiconductor substrate 3
The source / drain region 34 is formed in the active region 0 and contains an n + -type impurity.

【0143】そして、全面に形成された下層絶縁層上に
ビット線BL1が形成され、ビット線BL1は、下層絶縁
層に形成された接続孔(コンタクトホール)35を介し
て、選択用トランジスタTR1,TR’1の一方のソース
/ドレイン領域34に接続されている。また、ビット線
BL1を含む下層絶縁層上には上層絶縁層が形成されて
いる。尚、図面においては、下層絶縁層及び上層絶縁層
を纏めて絶縁層36で表した。また、ビット線BL
1は、後述する接続孔(コンタクトホール)38と接触
しないように、図15の左右方向に延びている。
Then, a bit line BL 1 is formed on a lower insulating layer formed on the entire surface, and the bit line BL 1 is connected to a selection transistor via a contact hole (contact hole) 35 formed in the lower insulating layer. It is connected to one of the source / drain regions 34 of TR 1 and TR ′ 1 . Further, the upper insulating layer is formed on the lower insulating layer including the bit line BL 1. In the drawings, the lower insulating layer and the upper insulating layer are collectively represented as an insulating layer 36. Also, the bit line BL
1 extends in the left-right direction of FIG. 15 so as not to contact a connection hole (contact hole) 38 described later.

【0144】絶縁層36上には第1の電極(下部電極)
41が形成され、第1の電極41上に強誘電体層42が
形成され、強誘電体層42上に第2の電極(上部電極)
43が形成され、これらによってメモリセルMC1Mが構
成されている。第1の電極41は、メモリセルMC1M
共通であり、ストライプ状の平面形状を有する。そし
て、第1の電極41は、絶縁層36に形成された開口部
37内に設けられた接続孔38を介して選択用トランジ
スタTR1の他方のソース/ドレイン領域34に接続さ
れている。尚、共通の第1の電極41を、共通ノードC
1で示す。強誘電体層42は、第2の電極43と略同
じパターンにて形成されている。
On the insulating layer 36, a first electrode (lower electrode)
41, a ferroelectric layer 42 is formed on the first electrode 41, and a second electrode (upper electrode) is formed on the ferroelectric layer 42.
43 are formed, and these constitute a memory cell MC1M . The first electrode 41 is common to the memory cells MC1M and has a stripe-shaped planar shape. The first electrode 41 is connected to the other source / drain region 34 of the selection transistor TR 1 through a connection hole 38 provided in the opening 37 formed in the insulating layer 36. Incidentally, the common first electrode 41 is connected to the common node C.
It is shown by the N 1. The ferroelectric layer 42 is formed in substantially the same pattern as the second electrode 43.

【0145】更に、メモリセルMC1M及び絶縁層36上
には、層間絶縁層50が形成されている。そして、層間
絶縁層50上には第1の電極(下部電極)41’が形成
され、第1の電極41’上に強誘電体層42’が形成さ
れ、強誘電体層42’上に第2の電極(上部電極)4
3’が形成され、これらによってメモリセルMC’1M
構成されている。第1の電極41’は、メモリセルM
C’1Mに共通であり、ストライプ状の平面形状を有す
る。そして、第1の電極41’は、層間絶縁層50に形
成された開口部45内に設けられた接続孔46、絶縁層
36上に形成されたパッド部44、及び、絶縁層36に
形成された開口部37内に設けられた接続孔38を介し
て、選択用トランジスタTR’1の他方のソース/ドレ
イン領域34に接続されている。尚、共通の第1の電極
41’を、共通ノードCN’1で示す。強誘電体層4
2’は、第2の電極43’と略同じパターンにて形成さ
れている。更には、メモリセルMC’1M及び層間絶縁層
50上には、上部絶縁層60Aが形成されている。
Further, an interlayer insulating layer 50 is formed on the memory cell MC 1M and the insulating layer 36. Then, a first electrode (lower electrode) 41 'is formed on the interlayer insulating layer 50, a ferroelectric layer 42' is formed on the first electrode 41 ', and a first electrode (lower electrode) 41' is formed on the ferroelectric layer 42 '. 2 electrodes (upper electrode) 4
3 'is formed, the memory cell MC by these' 1M is constructed. The first electrode 41 'is connected to the memory cell M
It is common to C ′ 1M and has a stripe-shaped planar shape. The first electrode 41 ′ is formed in the connection hole 46 provided in the opening 45 formed in the interlayer insulating layer 50, the pad portion 44 formed on the insulating layer 36, and the insulating layer 36. It is connected to the other source / drain region 34 of the selection transistor TR ′ 1 via a connection hole 38 provided in the opening 37. Note that 'a common node CN' common first electrode 41 shown in 1. Ferroelectric layer 4
2 'is formed in substantially the same pattern as the second electrode 43'. Further, an upper insulating layer 60A is formed on the memory cell MC'1M and the interlayer insulating layer 50.

【0146】ワード線WL1,WL’1は、図15の紙面
垂直方向に延びている。また、第2の電極43,43’
は、図15の紙面垂直方向に隣接するメモリセルM
2m,MC’2mと共通であり、プレート線PLmを兼ね
ている。また、メモリセルMC1MとメモリセルMC’1M
とは、垂直方向に揃っている。このような構造にするこ
とによって、メモリセルの占有面積を小さくすることが
でき、集積度の向上を図ることができる。
The word lines WL 1 and WL ′ 1 extend in the direction perpendicular to the plane of FIG. Also, the second electrodes 43, 43 '
Are the memory cells M adjacent to each other in the direction perpendicular to the paper of FIG.
It is common to C 2m and MC ′ 2m and also serves as the plate line PL m . The memory cell MC 1M and the memory cell MC ′ 1M
And are aligned in the vertical direction. With such a structure, the area occupied by the memory cells can be reduced, and the degree of integration can be improved.

【0147】(実施の形態5)実施の形態5において
も、実施の形態2にて説明した不揮発性メモリの変形例
を示す。図16及び図17に実施の形態5の不揮発性メ
モリの等価回路図を示し、図18に模式的な一部断面図
を示す。尚、図16に等価回路図を示す不揮発性メモリ
においては、第1のメモリユニットMU1は、サブメモ
リユニットSMU1 1,SMU12から構成され、第2のメ
モリユニットMU2は、サブメモリユニットSMU21
SMU22から構成されている。そして、サブメモリユニ
ットSMU11,SMU21に接続された選択用トランジス
タTR11,TR21のゲート電極のそれぞれは、ワード線
WL1に接続され、サブメモリユニットSMU12,SM
22に接続された選択用トランジスタTR12,TR22
ゲート電極のそれぞれは、ワード線WL2に接続されて
いる。一方、図17に等価回路図を示す不揮発性メモリ
においては、メモリユニットMU1,MU2を構成するサ
ブメモリユニットSMU 11,SMU12,SMU21,SM
22に接続された選択用トランジスタTR11,TR12
TR21,TR22のゲート電極のそれぞれは、ワード線W
1,WL2,WL 3,WL4に接続されている。尚、以下
に説明する各種の等価回路図においては、印加電圧パル
ス幅制御回路の図示を省略した。
(Embodiment 5) In Embodiment 5,
Also, a modification of the nonvolatile memory described in the second embodiment.
Is shown. 16 and 17 show the nonvolatile memory according to the fifth embodiment.
FIG. 18 shows an equivalent circuit diagram of a moly, and FIG.
Is shown. A nonvolatile memory whose equivalent circuit diagram is shown in FIG.
In the first memory unit MU1Is a sub note
Reunit SMU1 1, SMU12The second menu
Moly unit MUTwoIs the sub memory unit SMUtwenty one,
SMUtwenty twoIt is composed of And the sub memory unit
SMU11, SMUtwenty oneTransistor for selection connected to
TA TR11, TRtwenty oneEach of the gate electrodes is a word line
WL1And the sub memory unit SMU12, SM
Utwenty twoSelection transistor TR connected to12, TRtwenty twoof
Each of the gate electrodes is connected to a word line WLTwoConnected to
I have. On the other hand, a nonvolatile memory whose equivalent circuit diagram is shown in FIG.
, The memory unit MU1, MUTwoThe components that make up
Memory unit SMU 11, SMU12, SMUtwenty one, SM
Utwenty twoSelection transistor TR connected to11, TR12,
TRtwenty one, TRtwenty twoOf the word lines W
L1, WLTwo, WL Three, WLFourIt is connected to the. The following
In the various equivalent circuit diagrams described in
Illustration of the width control circuit is omitted.

【0148】実施の形態5の不揮発性メモリは、(A−
1)第1のビット線BL1と、(B−1)N個(但し、
N≧1であり、実施の形態5では、具体的には、N=
2)の第1の選択用トランジスタTR1Nと、(C−1)
それぞれがM個(但し、M≧2であり、実施の形態5に
おいては、M=8)の第1のメモリセルMC1nM(n=
1,2・・・N)から構成された、N個(但し、N≧2
であり、実施の形態5においては、N=2)の第1のサ
ブメモリユニットSMU1Nと、(D−1)N個のサブメ
モリユニットSMU1Nのそれぞれを構成する第1のメモ
リセルMC1nm(m=1,2・・・M)で共通とされた
M本のプレート線PLm、から成る第1のメモリユニッ
トMU1、並びに、(A−2)第2のビット線BL2と、
(B−2)N個の第2の選択用トランジスタTR2Nと、
(C−2)それぞれがM個の第2のメモリセルMC2nM
から構成された、N個の第2のサブメモリユニットSM
2Nと、(D−2)N個のサブメモリユニットSMU2N
のそれぞれを構成する第2のメモリセルMC2nmで共通
とされ、且つ、前記第1のメモリユニットMU1を構成
するM本のプレート線PLmと共通のM本のプレート線
PLm、から成る第2のメモリユニットMU2から構成さ
れている。
The nonvolatile memory according to the fifth embodiment has the structure (A-
1) and the first bit line BL 1, (B-1) N pieces (however,
N ≧ 1, and in the fifth embodiment, specifically, N =
2) the first selection transistor TR 1N and (C-1)
Each of the M (where M ≧ 2, and in the fifth embodiment, M = 8) first memory cells MC 1nM (n = 8)
N, where N ≧ 2
In the fifth embodiment, N = 2) first sub memory units SMU 1N and (D-1) first memory cells MC 1nm forming each of N sub memory units SMU 1N. A first memory unit MU 1 composed of M plate lines PL m shared by (m = 1, 2,... M), and (A-2) a second bit line BL 2 ;
(B-2) N second selection transistors TR 2N ,
(C-2) M second memory cells MC 2nM each
N second sub-memory units SM
U 2N and (D-2) N sub memory units SMU 2N
Is the common second memory cell MC 2nm constituting each, and consists of the first of the M constituting the memory unit MU 1 and the plate line PL m common M plate lines PL m, and a second memory unit MU 2.

【0149】尚、図18の模式的な一部断面図におい
て、これらの第2のビット線BL2、第2の選択用トラ
ンジスタTR21,TR22及び第2のメモリユニットMU
2は、第1のビット線BL1、第1の選択用トランジスタ
TR11,TR12及び第1のメモリユニットMU1と、紙
面垂直方向に隣接している。
In the schematic partial sectional view of FIG. 18, these second bit line BL 2 , second selection transistors TR 21 and TR 22 and second memory unit MU are shown.
2 is adjacent to the first bit line BL 1 , the first selection transistors TR 11 , TR 12, and the first memory unit MU 1 in the direction perpendicular to the paper.

【0150】そして、各メモリセルMC1nm(m=1,2
・・・Mであり、n=1,2・・・Nであり、実施の形
態5においては、m=1,2,・・・8、n=1,2)
は、第1の電極(下部電極)41,51と、強誘電体層
42,52と、第2の電極(上部電極)43,53とか
ら成る。そして、第1のメモリユニットMU1におい
て、第n番目(但し、n=1,2・・・N)の第1のサ
ブメモリユニットSMU 1nを構成する第1のメモリセル
MC1nmの第1の電極41,51は、第n番目の第1の
サブメモリユニットSMU1nにおいて共通であり、該共
通の第1の電極41,51(共通ノードCN1nと呼ぶ場
合がある)は、第n番目の第1の選択用トランジスタT
1nを介して第1のビット線BL1に接続され、第2の
電極43,53は共通のプレート線PLmに接続されて
いる。一方、第2のメモリユニットMU2において、第
n番目の第2のサブメモリユニットSMU2nを構成する
第2のメモリセルMC2nmの第1の電極41,51は、
第n番目の第2のサブメモリユニットSMU2nにおいて
共通であり、該共通の第1の電極41,51(共通ノー
ドCN2nと呼ぶ場合がある)は、第n番目の第2の選択
用トランジスタTR2nを介して第2のビット線BL2
接続され、第2の電極43,53は共通のプレート線P
mに接続されている。
Then, each memory cell MC1nm(m = 1, 2
.. M and n = 1, 2,... N
In state 5, m = 1, 2,... 8, n = 1, 2)
Are first electrodes (lower electrodes) 41 and 51 and a ferroelectric layer
42, 52 and second electrodes (upper electrodes) 43, 53
Consisting of Then, the first memory unit MU1smell
And the n-th (where n = 1, 2,... N) first
Memory unit SMU 1nFirst memory cell constituting
MC1nmOf the first electrode 41, 51 are the n-th first electrode
Sub memory unit SMU1nAre common in
Common first electrodes 41 and 51 (common node CN)1nPlace to call
) Is the n-th first selection transistor T
R1nVia the first bit line BL1Connected to the second
The electrodes 43 and 53 share a common plate line PL.mConnected to
I have. On the other hand, the second memory unit MUTwoIn the
n-th second sub-memory unit SMU2nMake up
Second memory cell MC2nmThe first electrodes 41 and 51 of
N-th second sub-memory unit SMU2nAt
The first electrodes 41 and 51 (common node)
De CN2n) Is the n-th second choice
Transistor TR2nVia the second bit line BLTwoTo
And the second electrodes 43 and 53 are connected to a common plate line P
LmIt is connected to the.

【0151】尚、不揮発性メモリのメモリユニットを構
成するメモリセルの数は8個に限定されず、例えば、2
のべき数(2,4,8,16,32・・・)であること
が好ましい。
Note that the number of memory cells constituting the memory unit of the nonvolatile memory is not limited to eight.
Is preferably a power number (2, 4, 8, 16, 32...).

【0152】メモリセルMC11m,MC12m,MC21m
MC22mにおけるプレート線PLmは共通化されており、
プレート線デコーダ/ドライバPDに接続されている。
更には、第1の選択用トランジスタTR11のゲート電極
と第2の選択用トランジスタTR21のゲート電極はワー
ド線WL1に接続され、第1の選択用トランジスタTR
12のゲート電極と第2の選択用トランジスタTR22のゲ
ート電極はワード線WL2に接続され、ワード線WL1
WL2は、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続され
ている。また、第1のビット線BL1及び第2のビット
線BL2は、差動センスアンプSAに接続されている。
The memory cells MC 11m , MC 12m , MC 21m ,
The plate line PL m in the MC 22m is shared,
It is connected to a plate line decoder / driver PD.
Furthermore, the gate electrode of the first transistor for selection TR 11 is the gate electrode of the second transistor for selection TR 21 is connected to the word line WL 1, a first selection transistor TR
The gate electrode and the gate electrode of the second selection transistor TR 22 of 12 is connected to the word line WL 2, the word line WL 1,
WL 2 is connected to a word line decoder / driver WD. Further, the first bit line BL 1 and the second bit line BL 2 are connected to a differential sense amplifier SA.

【0153】実施の形態5の不揮発性メモリにおいて
は、第1のメモリユニットMU1を構成する第1のサブ
メモリユニットSMU11,SMU12のそれぞれは層間絶
縁層50を介して積層されており、第2のメモリユニッ
トMU2を構成する第2のサブメモリユニットSM
21,SMU22のそれぞれは層間絶縁層50を介して積
層されている。即ち、第1のメモリユニットMU1を構
成する第1番目のサブメモリユニットSMU11と第2番
目のサブメモリユニットSMU12とは層間絶縁層50を
介して積層されている。更には、第2のメモリユニット
MU2を構成する第1番目のサブメモリユニットSMU
21と第2番目のサブメモリユニットSMU22も層間絶縁
層50を介して積層されている。これによって、不揮発
性メモリの高集積化を図ることができる。
In the nonvolatile memory of the fifth embodiment, each of first sub memory units SMU 11 and SMU 12 constituting first memory unit MU 1 is stacked with interlayer insulating layer 50 interposed therebetween. Second sub memory unit SM forming second memory unit MU 2
Each of U 21 and SMU 22 is stacked via an interlayer insulating layer 50. That is, the first sub memory unit SMU 11 and the second sub memory unit SMU 12 constituting the first memory unit MU 1 are stacked via the interlayer insulating layer 50. Furthermore, the first sub memory unit SMU constituting the second memory unit MU 2
21 and the second sub memory unit SMU 22 are also stacked via the interlayer insulating layer 50. Thus, high integration of the nonvolatile memory can be achieved.

【0154】そして、図16に示した不揮発性メモリに
おいては、プレート線PLmを共有したメモリセルMC
11m,MC21mに相補的なデータを書き込むことで1ビッ
トを記憶し、プレート線PLmを共有したメモリセルM
12m,MC22mに相補的なデータを書き込むことで1ビ
ットを記憶する。
[0154] Then, in the nonvolatile memory shown in FIG. 16, the memory cells MC sharing the plate line PL m
11m, stores one bit by writing complementary data in MC 21m, the memory cells sharing the plate line PL m M
One bit is stored by writing complementary data to C 12m and MC 22m .

【0155】一方、図17に示した不揮発性メモリにお
いては、プレート線PLmを共有したメモリセルM
11m,MC12m,MC21m,MC22mのそれぞれに1ビッ
トを記憶する。
[0155] On the other hand, in the nonvolatile memory shown in FIG. 17, the memory cells M sharing the plate line PL m
One bit is stored in each of C 11m , MC 12m , MC 21m , and MC 22m .

【0156】実施の形態5の不揮発性メモリからデータ
を読み出し、データを再書込みする不揮発性メモリの駆
動方法、あるいは又、実施の形態5の不揮発性メモリへ
データを書込みする不揮発性メモリの駆動方法は、実施
の形態2にて説明したと同様の駆動方法とすることがで
きるので、詳細な説明は省略する。
A method of driving a nonvolatile memory for reading data from the nonvolatile memory of the fifth embodiment and rewriting data, or a method of driving a nonvolatile memory for writing data to the nonvolatile memory of the fifth embodiment Since the driving method can be the same as that described in the second embodiment, the detailed description is omitted.

【0157】以下、実施の形態5の不揮発性メモリの詳
細を説明する。尚、以下の説明においては、第1のメモ
リユニットMU1について説明するが、第2のメモリユ
ニットMU2も同様の構造である。
The details of the nonvolatile memory of the fifth embodiment will be described below. In the following description, a description will be given of a first memory unit MU 1, the second memory unit MU 2 has the same structure.

【0158】より具体的には、図18に示す不揮発性メ
モリにおいては、p型のシリコン半導体基板30に形成
されたLOCOS構造、シャロートレンチ構造、あるい
はLOCOS構造とシャロートレンチ構造の組合せから
成る素子分離領域31に囲まれた活性領域に、MOS型
FETから成る第1の選択用トランジスタTR11,TR
12が形成されている。第1の選択用トランジスタT
11,TR12は、シリコン半導体基板30の表面に形成
された、例えばシリコン酸化膜から成るゲート絶縁膜3
2、ゲート絶縁膜32上に形成されたゲート電極33
(ワード線WL1,WL2を兼ねている)、及び、シリコ
ン半導体基板30の活性領域に形成され、n+型不純物
を含有するソース/ドレイン領域34から構成されてい
る。
More specifically, in the nonvolatile memory shown in FIG. 18, an element isolation formed of a LOCOS structure, a shallow trench structure, or a combination of a LOCOS structure and a shallow trench structure formed on a p-type silicon semiconductor substrate 30 In the active region surrounded by the region 31, the first selection transistors TR 11 and TR
12 are formed. First selection transistor T
R 11 and TR 12 are gate insulating films 3 formed on the surface of the silicon semiconductor substrate 30 and made of, for example, a silicon oxide film.
2. Gate electrode 33 formed on gate insulating film 32
(Also serving as word lines WL 1 and WL 2 ), and a source / drain region 34 formed in the active region of the silicon semiconductor substrate 30 and containing n + -type impurities.

【0159】そして、全面に形成された下層絶縁層上に
ビット線BL1が形成され、ビット線BL1は、下層絶縁
層に形成された接続孔(コンタクトホール)35を介し
て、選択用トランジスタTR11,TR12の一方のソース
/ドレイン領域34に接続されている。また、ビット線
BL1を含む下層絶縁層上には上層絶縁層が形成されて
いる。尚、図面においては、下層絶縁層及び上層絶縁層
を纏めて絶縁層36で表した。また、ビット線BL
1は、後述する接続孔(コンタクトホール)38と接触
しないように、図18の左右方向に延びている。
Then, a bit line BL 1 is formed on a lower insulating layer formed on the entire surface, and the bit line BL 1 is connected to a selection transistor via a contact hole (contact hole) 35 formed in the lower insulating layer. It is connected to one of the source / drain regions 34 of TR 11 and TR 12 . Further, the upper insulating layer is formed on the lower insulating layer including the bit line BL 1. In the drawings, the lower insulating layer and the upper insulating layer are collectively represented as an insulating layer 36. Also, the bit line BL
1 extends in the left-right direction of FIG. 18 so as not to contact a connection hole (contact hole) 38 described later.

【0160】絶縁層36上には第1の電極(下部電極)
41が形成され、第1の電極41上に強誘電体層42が
形成され、強誘電体層42上に第2の電極(上部電極)
43が形成され、これらによってメモリセルMC11M
構成され、更には、第1番目のサブメモリユニットSM
11が構成されている。第1の電極41は、メモリセル
MC11Mに共通であり、ストライプ状の平面形状を有す
る。そして、第1の電極41は、絶縁層36に形成され
た開口部37内に設けられた接続孔38を介して選択用
トランジスタTR11の他方のソース/ドレイン領域34
に接続されている。尚、共通の第1の電極41を、共通
ノードCN11で示す。強誘電体層42は、第2の電極4
3と略同じパターンにて形成されている。
On the insulating layer 36, a first electrode (lower electrode)
41, a ferroelectric layer 42 is formed on the first electrode 41, and a second electrode (upper electrode) is formed on the ferroelectric layer 42.
43 are formed, and these constitute a memory cell MC 11M . Further, the first sub memory unit SM
U 11 is configured. The first electrode 41 is common to the memory cells MC11M and has a stripe-shaped planar shape. The first electrode 41, the other source / drain region 34 of the selection transistor TR 11 via the connecting hole 38 provided in the opening 37 formed in the insulating layer 36
It is connected to the. Incidentally, the first electrode 41 of the common, indicated by a common node CN 11. The ferroelectric layer 42 includes the second electrode 4
3 is formed in substantially the same pattern.

【0161】更に、メモリセルMC11M(サブメモリユ
ニットSMU11)及び絶縁層36上には、層間絶縁層5
0が形成されている。そして、層間絶縁層50上には第
1の電極(下部電極)51が形成され、第1の電極51
上に強誘電体層52が形成され、強誘電体層52上に第
2の電極(上部電極)53が形成され、これらによって
メモリセルMC12Mが構成され、更には、第2番目のサ
ブメモリユニットSMU12が構成されている。第1の電
極51は、メモリセルMC12Mに共通であり、ストライ
プ状の平面形状を有する。そして、第1の電極51は、
層間絶縁層50に形成された開口部45内に設けられた
接続孔46、絶縁層36上に形成されたパッド部44、
及び、絶縁層36に形成された開口部37内に設けられ
た接続孔38を介して、選択用トランジスタTR12の他
方のソース/ドレイン領域34に接続されている。尚、
共通の第1の電極51を、共通ノードCN12で示す。強
誘電体層52は、第2の電極53と略同じパターンにて
形成されている。更には、メモリセルMC12M及び層間
絶縁層50上には、上部絶縁層60Aが形成されてい
る。
Further, on the memory cell MC 11M (sub-memory unit SMU 11 ) and the insulating layer 36, the interlayer insulating layer 5
0 is formed. Then, a first electrode (lower electrode) 51 is formed on the interlayer insulating layer 50, and the first electrode 51 is formed.
A ferroelectric layer 52 is formed thereon, a second electrode (upper electrode) 53 is formed on the ferroelectric layer 52, and these constitute a memory cell MC12M. A unit SMU 12 is configured. The first electrode 51 is common to the memory cells MC12M and has a stripe-shaped planar shape. And the first electrode 51 is
A connection hole 46 provided in an opening 45 formed in the interlayer insulating layer 50, a pad portion 44 formed on the insulating layer 36,
And, via the connecting hole 38 provided in the opening 37 formed in the insulating layer 36, and is connected to the other source / drain region 34 of the selection transistor TR 12. still,
The common first electrode 51, shown at a common node CN 12. The ferroelectric layer 52 is formed in substantially the same pattern as the second electrode 53. Further, an upper insulating layer 60A is formed on the memory cell MC 12M and the interlayer insulating layer 50.

【0162】ワード線WL1,WL2は、図18の紙面垂
直方向に延びている。また、第2の電極43は、図18
の紙面垂直方向に隣接する第2のメモリユニットMU2
を構成する第1番目のサブメモリユニットSMU21のメ
モリセルMC21mと共通であり、プレート線PLmを兼ね
ている。更には、第2の電極53も、図18の紙面垂直
方向に隣接する第2のメモリユニットMU2を構成する
第2番目のサブメモリユニットSMU22のメモリセルM
22mと共通であり、プレート線PLmを兼ねている。各
メモリセルMC11m,MC12m,MC21m,MC22mで共有
されたこれらの各プレート線PLmは、図18の紙面垂
直方向に延びており、図示しない領域において接続孔を
介して接続されている。また、メモリセルMC11Mとメ
モリセルMC12Mとは、垂直方向に揃っている。このよ
うな構造にすることによって、メモリセルの占有面積を
小さくすることができ、集積度の向上を図ることができ
る。
The word lines WL 1 and WL 2 extend in the direction perpendicular to the plane of FIG. In addition, the second electrode 43 is provided as shown in FIG.
Of the second memory unit MU 2 adjacent to the second memory unit
A common memory cell MC 21m of the first sub-memory unit SMU 21 constituting the also serves as a plate line PL m. Further, the second electrode 53 is also connected to the memory cell M of the second sub memory unit SMU 22 constituting the second memory unit MU 2 which is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
C 22m and are common also serves as a plate line PL m. These plate lines PL m shared by the memory cells MC 11m , MC 12m , MC 21m , and MC 22m extend in the direction perpendicular to the plane of FIG. 18 and are connected via connection holes in a region (not shown). I have. The memory cells MC11M and MC12M are aligned in the vertical direction. With such a structure, the area occupied by the memory cells can be reduced, and the degree of integration can be improved.

【0163】(実施の形態6)実施の形態6において
も、実施の形態2にて説明した不揮発性メモリの変形例
を示す。図20及び図21に実施の形態6の不揮発性メ
モリの等価回路図を示し、図19に模式的な一部断面図
を示す。尚、図20に等価回路図を示す不揮発性メモリ
においては、第1のメモリユニットMU1は、サブメモ
リユニットSMU1 1,SMU12,SMU13,SMU14
ら構成され、第2のメモリユニットMU2は、サブメモ
リユニットSMU21,SMU22,SMU23,SMU24
ら構成されている。そして、サブメモリユニットSMU
11,SMU21に接続された選択用トランジスタTR11
TR21のゲート電極のそれぞれは、ワード線WL1に接
続され、サブメモリユニットSMU12,SMU22に接続
された選択用トランジスタTR 12,TR22のゲート電極
のそれぞれは、ワード線WL2に接続され、サブメモリ
ユニットSMU13,SMU23に接続された選択用トラン
ジスタTR13,TR23のゲート電極のそれぞれは、ワー
ド線WL3に接続され、サブメモリユニットSMU14
SMU24に接続された選択用トランジスタTR14,TR
24のゲート電極のそれぞれは、ワード線WL4に接続さ
れている。一方、図21に等価回路図を示す不揮発性メ
モリにおいては、サブメモリユニットSMU11,SMU
12,SMU 13,SMU14,SMU21,SMU22,SMU
23,SMU24に接続された選択用トランジスタTR11
TR12,TR13,TR14,TR21,TR22,TR23,T
24のゲート電極のそれぞれは、ワード線WL1,W
2,WL3,WL4,WL5,WL6,WL7,WL8に接
続されている。尚、図20及び図21においては、第1
のビット線BL1及び第2のビット線BL2が接続された
差動センスアンプSAの図示を省略した。
(Sixth Embodiment) In the sixth embodiment,
Also, a modification of the nonvolatile memory described in the second embodiment.
Is shown. 20 and 21 show the nonvolatile memory according to the sixth embodiment.
FIG. 19 shows an equivalent circuit diagram of Moly, and FIG.
Is shown. The nonvolatile memory whose equivalent circuit diagram is shown in FIG.
In the first memory unit MU1Is a sub note
Reunit SMU1 1, SMU12, SMU13, SMU14Or
And a second memory unit MUTwoIs a sub note
Reunit SMUtwenty one, SMUtwenty two, SMUtwenty three, SMUtwenty fourOr
It is composed of Then, the sub memory unit SMU
11, SMUtwenty oneSelection transistor TR connected to11,
TRtwenty oneAre connected to the word line WL1Contact
Connected to the sub memory unit SMU12, SMUtwenty twoConnect to
Selection transistor TR 12, TRtwenty twoGate electrode of
Of the word lines WLTwoConnected to the sub memory
Unit SMU13, SMUtwenty threeSelection transformer connected to
Jista TR13, TRtwenty threeEach of the gate electrodes
Do line WLThreeAnd the sub memory unit SMU14,
SMUtwenty fourSelection transistor TR connected to14, TR
twenty fourAre connected to the word line WLFourConnected to
Have been. On the other hand, FIG.
In the memory, the sub memory unit SMU11, SMU
12, SMU 13, SMU14, SMUtwenty one, SMUtwenty two, SMU
twenty three, SMUtwenty fourSelection transistor TR connected to11,
TR12, TR13, TR14, TRtwenty one, TRtwenty two, TRtwenty three, T
Rtwenty fourAre connected to the word line WL1, W
LTwo, WLThree, WLFour, WLFive, WL6, WL7, WL8Contact
Has been continued. In FIGS. 20 and 21, the first
Bit line BL1And the second bit line BLTwoWas connected
Illustration of the differential sense amplifier SA is omitted.

【0164】実施の形態6の不揮発性メモリにおいて
は、第1のメモリユニットMU1を構成するサブメモリ
ユニットSMU11,SMU12,SMU13,SMU14が4
段に積層されている。また、図示しないが、第2のメモ
リユニットMU2を構成するサブメモリユニットSMU
21,SMU22,SMU23,SMU24も4段に積層されて
いる。
In the nonvolatile memory of the sixth embodiment, four sub memory units SMU 11 , SMU 12 , SMU 13 and SMU 14 constituting first memory unit MU 1
Stacked in tiers. Although not shown, the sub memory unit SMU constituting the second memory unit MU 2
21 , SMU 22 , SMU 23 , and SMU 24 are also stacked in four layers.

【0165】実施の形態6の不揮発性メモリは、(A−
1)第1のビット線BL1と、(B−1)N個(但し、
N≧1であり、実施の形態6では、具体的には、N=
4)の第1の選択用トランジスタTR1N(TR11,TR
12,TR13,TR14)と、(C−1)それぞれがM個
(但し、M≧2であり、実施の形態6においては、M=
8)の第1のメモリセルMC1nM(MC11M,MC12M
MC13M,MC14M)から構成された、N個の第1のサブ
メモリユニットSMU1N(SMU11,SMU 12,SMU
13,SMU14)と、(D−1)N個のサブメモリユニッ
トSMU1nのそれぞれを構成する第1のメモリセルMC
1nm(MC11m,MC12m,MC12m,MC14m)で共通と
されたM本のプレート線PLm、から成る第1のメモリ
ユニットMU1、並びに、(A−2)第2のビット線B
2と、(B−2)N個の第2の選択用トランジスタT
2N(TR21,TR22,TR23,TR24)と、(C−
2)それぞれがM個の第2のメモリセルMC2nM(MC
21M,MC22M,MC23M,MC24M)から構成された、N
個の第2のサブメモリユニットSMU2N(SMU21,S
MU22,SMU23,SMU24)と、(D−2)N個のサ
ブメモリユニットSMU2nのそれぞれを構成する第2の
メモリセルMC2nm(MC21m,MC22m,MC22m,MC
24m)で共通とされ、且つ、前記第1のメモリユニット
を構成するM本のプレート線と共通のM本のプレート線
PLm、から成る第2のメモリユニットMU2から構成さ
れている。
The nonvolatile memory according to the sixth embodiment has the structure (A-
1) First bit line BL1And (B-1) N (however,
N ≧ 1, and in the sixth embodiment, specifically, N =
4) First selection transistor TR1N(TR11, TR
12, TR13, TR14) And (C-1) each M
(However, M ≧ 2, and in the sixth embodiment, M =
8) First memory cell MC1nM(MC11M, MC12M,
MC13M, MC14M) Consisting of N first sub-
Memory unit SMU1N(SMU11, SMU 12, SMU
13, SMU14) And (D-1) N sub-memory units.
SMU1nOf the first memory cell MC configuring each of
1nm(MC11m, MC12m, MC12m, MC14m) And common
M plate lines PLm, A first memory consisting of
Unit MU1And (A-2) the second bit line B
LTwoAnd (B-2) N second selection transistors T
R2N(TRtwenty one, TRtwenty two, TRtwenty three, TRtwenty four) And (C-
2) Each of the M second memory cells MC2nM(MC
21M, MC22M, MC23M, MC24MN)
Second sub-memory units SMU2N(SMUtwenty one, S
MUtwenty two, SMUtwenty three, SMUtwenty four) And (D-2) N
Memory unit SMU2nOf each of the second
Memory cell MC2nm(MC21m, MC22m, MC22m, MC
24m) And the first memory unit
M plate lines common to the M plate lines constituting
PLm, A second memory unit MU comprisingTwoComposed of
Have been.

【0166】即ち、実施の形態6の不揮発性メモリは、
メモリユニットを構成するサブメモリユニットが4層構
成である。尚、サブメモリユニットを構成するメモリセ
ルの数は8個に限定されず、また、メモリユニットを構
成するメモリセルの数は32個に限定されない。
That is, the nonvolatile memory according to the sixth embodiment
The sub memory unit constituting the memory unit has a four-layer configuration. The number of memory cells forming the sub memory unit is not limited to eight, and the number of memory cells forming the memory unit is not limited to 32.

【0167】そして、各メモリセルは、第1の電極と強
誘電体層と第2の電極とから成る。具体的には、メモリ
セルMC11M及びメモリセルMC21Mのそれぞれは、第1
の電極41と、強誘電体層42と、第2の電極43とか
ら成る。また、メモリセルMC12M及びメモリセルMC
22Mのそれぞれは、第1の電極51と、強誘電体層52
と、第2の電極53とから成る。更には、メモリセルM
13M及びメモリセルMC23Mのそれぞれは、第1の電極
61と、強誘電体層62と、第2の電極63とから成
る。また、メモリセルMC14M及びメモリセルMC24M
それぞれは、第1の電極71と、強誘電体層72と、第
2の電極73とから成る。
Each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. Specifically, each of the memory cell MC 11M and the memory cell MC 21M
, A ferroelectric layer 42, and a second electrode 43. Further, the memory cell MC 12M and the memory cell MC
Each of 22M has a first electrode 51 and a ferroelectric layer 52.
And a second electrode 53. Further, the memory cell M
Each of the C 13M and the memory cell MC 23M includes a first electrode 61, a ferroelectric layer 62, and a second electrode 63. Each of the memory cells MC14M and MC24M includes a first electrode 71, a ferroelectric layer 72, and a second electrode 73.

【0168】第1のメモリユニットMU1において、第
n番目(n=1,2・・・N)の第1のサブメモリユニ
ットSMU1nを構成する第1のメモリセルMC1nmの第
1の電極41,51,61,71は、第n番目の第1の
サブメモリユニットSMU1nにおいて共通であり、該共
通の第1の電極41,51,61,71は、第n番目の
第1の選択用トランジスタTR1nを介して第1のビット
線BL1に接続され、第2の電極43,53,63,7
3は共通のプレート線PLmに接続されている。
In the first memory unit MU 1 , the first electrode of the first memory cell MC 1 nm forming the n-th (n = 1, 2,..., N) first sub-memory unit SMU 1n 41, 51, 61, 71 are common to the n-th first sub-memory unit SMU 1n , and the common first electrodes 41, 51, 61, 71 are connected to the n-th first selection unit. the first is connected to the bit line BL 1 via the use transistor TR 1n, the second electrode 43,53,63,7
3 are connected to a common plate line PL m.

【0169】第2のメモリユニットMU2において、第
n番目の第2のサブメモリユニットSMU2nを構成する
第2のメモリセルMC2nmの第1の電極41,51,6
1,71は、第n番目の第2のサブメモリユニットSM
2nにおいて共通であり、該共通の第1の電極41,5
1,61,71は、第n番目の第2の選択用トランジス
タTR2nを介して第2のビット線BL2に接続され、第
2の電極43,53,63,73は共通のプレート線P
mに接続されている。
In the second memory unit MU 2 , the first electrodes 41, 51, 6 of the second memory cells MC 2nm forming the n-th second sub memory unit SMU 2n
1, 71 are the n-th second sub memory unit SM
U 2n and the common first electrodes 41 and 5
1,61,71 is connected to the second bit line BL 2 through the n-th second transistor for selection TR 2n, the second electrode 43,53,63,73 common plate line P
It is connected to L m.

【0170】より具体的には、図19に示す不揮発性メ
モリにおいては、p型のシリコン半導体基板30に形成
されたLOCOS構造、シャロートレンチ構造、あるい
はLOCOS構造とシャロートレンチ構造の組合せから
成る素子分離領域31に囲まれた活性領域に、MOS型
FETから成る第1の選択用トランジスタTR11,TR
12,TR13,TR14が形成されている。第1の選択用ト
ランジスタTR11,TR12,TR13,TR14は、シリコ
ン半導体基板30の表面に形成された、例えばシリコン
酸化膜から成るゲート絶縁膜32、ゲート絶縁膜32上
に形成されたゲート電極33(ワード線WL1,WL2
WL3,WL4を兼ねている)、及び、シリコン半導体基
板30の活性領域に形成され、n+型不純物を含有する
ソース/ドレイン領域34から構成されている。
More specifically, in the nonvolatile memory shown in FIG. 19, an element isolation formed by a LOCOS structure, a shallow trench structure, or a combination of a LOCOS structure and a shallow trench structure formed on a p-type silicon semiconductor substrate 30 is used. In the active region surrounded by the region 31, the first selection transistors TR 11 and TR
12, TR 13, TR 14 are formed. The first selection transistors TR 11 , TR 12 , TR 13 , and TR 14 are formed on the gate insulating film 32 made of, for example, a silicon oxide film, and formed on the surface of the silicon semiconductor substrate 30. The gate electrode 33 (word lines WL 1 , WL 2 ,
WL 3 and WL 4 ), and a source / drain region 34 formed in the active region of the silicon semiconductor substrate 30 and containing n + -type impurities.

【0171】そして、全面に形成された下層絶縁層上に
ビット線BL1が形成され、ビット線BL1は、下層絶縁
層に形成された接続孔35を介して、第1番目及び第2
番目の第1の選択用トランジスタTR11,TR12の一方
のソース/ドレイン領域34、並びに、第3番目及び第
4番目の第1の選択用トランジスタTR13,TR14の一
方のソース/ドレイン領域34に接続されている。ま
た、ビット線BL1を含む下層絶縁層上には上層絶縁層
が形成されている。ビット線BL1は、後述する接続孔
38と接触しないように、図19の左右方向に延びてい
る。
Then, a bit line BL 1 is formed on a lower insulating layer formed on the entire surface, and the bit line BL 1 is connected to the first and second via a connection hole 35 formed in the lower insulating layer.
One source / drain region 34 of the first first selection transistor TR 11 , TR 12 , and one source / drain region 34 of the third and fourth first selection transistors TR 13 , TR 14 34. Further, the upper insulating layer is formed on the lower insulating layer including the bit line BL 1. The bit lines BL 1 so as not to contact the connection hole 38 to be described later, and extends in the lateral direction in FIG. 19.

【0172】絶縁層36上には第1の電極(下部電極)
41が形成され、第1の電極41上に強誘電体層42が
形成され、強誘電体層42上に第2の電極(上部電極)
43が形成され、これらによってメモリセルMC11M
構成され、サブメモリセルSMC11が構成されている。
第1の電極41は、サブメモリセルSMC11に共通であ
り、ストライプ状の平面形状を有する。そして、第1の
電極41は、絶縁層36に形成された開口部37内に設
けられた接続孔38を介して第1番目の選択用トランジ
スタTR11の他方のソース/ドレイン領域34に接続さ
れている。尚、共通の第1の電極41を、共通ノードC
11で示す。強誘電体層42は、第2の電極43と略同
じパターンにて形成されている。
On the insulating layer 36, a first electrode (lower electrode)
41, a ferroelectric layer 42 is formed on the first electrode 41, and a second electrode (upper electrode) is formed on the ferroelectric layer 42.
43 is formed, the memory cells MC 11M is formed by the sub-memory cell SMC 11 is formed.
The first electrode 41 is common to the sub-memory cell SMC 11, having a stripe-shaped planar shape. The first electrode 41 is connected to the other of the source / drain region 34 of the first selection transistor TR 11 via the connecting hole 38 provided in the opening 37 formed in the insulating layer 36 ing. Incidentally, the common first electrode 41 is connected to the common node C.
It is shown by the N 11. The ferroelectric layer 42 is formed in substantially the same pattern as the second electrode 43.

【0173】更に、サブメモリセルSMC11及び絶縁層
36上には、第1の層間絶縁層80が形成されている。
そして、第1の層間絶縁層80上には第1の電極(下部
電極)51が形成され、第1の電極51上に強誘電体層
52が形成され、強誘電体層52上に第2の電極(上部
電極)53が形成され、これらによってメモリセルMC
12M、サブメモリユニットSMU12が構成されている。
第1の電極51は、メモリセルMC12Mに共通であり、
ストライプ状の平面形状を有する。そして、第1の電極
51は、第1の層間絶縁層80に形成された開口部45
内に設けられた接続孔46、絶縁層36上に形成された
パッド部44、及び、絶縁層36に形成された開口部3
7内に設けられた接続孔38を介して、第2番目の選択
用トランジスタTR12の他方のソース/ドレイン領域3
4に接続されている。尚、共通の第1の電極51を、共
通ノードCN12で示す。強誘電体層52は、第2の電極
53と略同じパターンにて形成されている。
Further, on the sub memory cell SMC 11 and the insulating layer 36, a first interlayer insulating layer 80 is formed.
Then, a first electrode (lower electrode) 51 is formed on the first interlayer insulating layer 80, a ferroelectric layer 52 is formed on the first electrode 51, and a second electrode is formed on the ferroelectric layer 52. (Upper electrode) 53 is formed.
12M, the sub-memory unit SMU 12 is formed.
The first electrode 51 is common to the memory cells MC12M ,
It has a stripe planar shape. Then, the first electrode 51 is connected to the opening 45 formed in the first interlayer insulating layer 80.
The connection hole 46 provided therein, the pad portion 44 formed on the insulating layer 36, and the opening 3 formed in the insulating layer 36.
Through a connection hole 38 provided in the 7, the other source / drain region 3 of the second transistor for selection TR 12
4 is connected. Incidentally, the common first electrode 51, shown at a common node CN 12. The ferroelectric layer 52 is formed in substantially the same pattern as the second electrode 53.

【0174】更に、サブメモリセルSMC12及び第1の
層間絶縁層80上には、第2の層間絶縁層81が形成さ
れている。そして、第2の層間絶縁層81上には第1の
電極(下部電極)61が形成され、第1の電極61上に
強誘電体層62が形成され、強誘電体層62上に第2の
電極(上部電極)63が形成され、これらによってメモ
リセルMC13M、サブメモリユニットSMU13が構成さ
れている。第1の電極61は、メモリセルMC13Mに共
通であり、ストライプ状の平面形状を有する。そして、
第1の電極61は、第2の層間絶縁層81に形成された
開口部55内に設けられた接続孔56、第1の層間絶縁
層80上に形成されたパッド部54、第1の層間絶縁層
80に形成された開口部45内に設けられた接続孔4
6、絶縁層36上に形成されたパッド部44、及び、絶
縁層36に形成された開口部37内に設けられた接続孔
38を介して、第3番目の選択用トランジスタTR13
他方のソース/ドレイン領域34に接続されている。
尚、共通の第1の電極61を、共通ノードCN13で示
す。強誘電体層62は、第2の電極63と略同じパター
ンにて形成されている。
Further, a second interlayer insulating layer 81 is formed on the sub memory cell SMC 12 and the first interlayer insulating layer 80. Then, a first electrode (lower electrode) 61 is formed on the second interlayer insulating layer 81, a ferroelectric layer 62 is formed on the first electrode 61, and a second electrode is formed on the ferroelectric layer 62. (Upper electrode) 63 are formed, and these constitute a memory cell MC 13M and a sub memory unit SMU 13 . The first electrode 61 is common to the memory cells MC13M and has a stripe-shaped planar shape. And
The first electrode 61 includes a connection hole 56 provided in an opening 55 formed in the second interlayer insulating layer 81, a pad portion 54 formed on the first interlayer insulating layer 80, Connection hole 4 provided in opening 45 formed in insulating layer 80
6, the pad portion 44 formed on the insulating layer 36, and, via the connecting hole 38 provided in the opening 37 formed in the insulating layer 36, the other of the third transistor for selection TR 13 It is connected to the source / drain region 34.
Incidentally, the common first electrode 61, shown at a common node CN 13. The ferroelectric layer 62 is formed in substantially the same pattern as the second electrode 63.

【0175】更に、サブメモリセルSMC13及び第2の
層間絶縁層81上には、第3の層間絶縁層82が形成さ
れている。そして、第3の層間絶縁層82上には第1の
電極(下部電極)71が形成され、第1の電極71上に
強誘電体層72が形成され、強誘電体層72上に第2の
電極(上部電極)73が形成され、これらによってメモ
リセルMC14Mが構成され、サブメモリユニットSMU
14が構成されている。第1の電極71は、メモリセルM
14Mに共通であり、ストライプ状の平面形状を有す
る。そして、第1の電極71は、第3の層間絶縁層82
に形成された開口部65内に設けられた接続孔66、第
2の層間絶縁層81上に形成されたパッド部64、第2
の層間絶縁層81に形成された開口部55内に設けられ
た接続孔56、第1の層間絶縁層80上に形成されたパ
ッド部54、第1の層間絶縁層80に形成された開口部
45内に設けられた接続孔46、絶縁層36上に形成さ
れたパッド部44、及び、絶縁層36に形成された開口
部37内に設けられた接続孔38を介して、第4番目の
選択用トランジスタTR14の他方のソース/ドレイン領
域34に接続されている。尚、共通の第1の電極71
を、共通ノードCN14と呼ぶ場合がある。強誘電体層7
2は、第2の電極73と略同じパターンにて形成されて
いる。更には、メモリセルMC14M及び第3の層間絶縁
層82上には、上部絶縁層83が形成されている。
Further, a third interlayer insulating layer 82 is formed on sub memory cell SMC 13 and second interlayer insulating layer 81. Then, a first electrode (lower electrode) 71 is formed on the third interlayer insulating layer 82, a ferroelectric layer 72 is formed on the first electrode 71, and a second electrode is formed on the ferroelectric layer 72. (Upper electrode) 73 are formed, and these constitute memory cell MC 14M , and sub memory unit SMU
14 are configured. The first electrode 71 is connected to the memory cell M
It is common to C14M and has a striped planar shape. Then, the first electrode 71 is provided with a third interlayer insulating layer 82.
A connection hole 66 provided in an opening 65 formed on the second interlayer insulating layer 81; a pad portion 64 formed on the second interlayer insulating layer 81;
Connection holes 56 formed in openings 55 formed in the first interlayer insulating layer 81, pad portions 54 formed on the first interlayer insulating layer 80, openings formed in the first interlayer insulating layer 80. The fourth through a connection hole 46 provided in the hole 45, a pad portion 44 formed on the insulating layer 36, and a connection hole 38 provided in an opening 37 formed in the insulating layer 36. It is connected to the other of the source / drain region 34 of the selection transistor TR 14. The common first electrode 71
And it may be referred to as the common node CN 14. Ferroelectric layer 7
2 is formed in substantially the same pattern as the second electrode 73. Further, an upper insulating layer 83 is formed on the memory cell MC 14M and the third interlayer insulating layer 82.

【0176】ワード線WL1,WL2,WL3,WL4は、
図19の紙面垂直方向に延びている。また、第2の電極
43は、図19の紙面垂直方向に隣接するメモリセルM
21 mと共通であり、プレート線PLmを兼ねている。更
には、第2の電極53,63,73も、図19の紙面垂
直方向に隣接するメモリセルMC22m,MC23m,MC
24mと共通であり、プレート線PLmを兼ねている。各メ
モリセルMC11m,MC1 2m,MC13m,MC14m,MC
21m,MC22m,MC23m,MC24mで共有されたこれらの
各プレート線PLmは、図19の紙面垂直方向に延びて
おり、図示しない領域において接続孔を介して接続され
ている。また、メモリセルMC11MとメモリセルMC12M
とメモリセルMC13MとメモリセルMC14Mは、垂直方向
に揃っている。このような構造にすることによって、メ
モリセルの占有面積をより一層小さくすることができ、
集積度のより一層の向上を図ることができる。
Word line WL1, WLTwo, WLThree, WLFourIs
It extends in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Also, the second electrode
43 is a memory cell M adjacent to the memory cell M in FIG.
Ctwenty one mAnd the plate line PLmAlso serves as. Change
19, the second electrodes 53, 63 and 73 are also perpendicular to the plane of FIG.
Memory cell MC immediately adjacent to22m, MC23m, MC
24mAnd the plate line PLmAlso serves as. Each method
Morisel MC11m, MC1 2m, MC13m, MC14m, MC
21m, MC22m, MC23m, MC24mThese shared by
Each plate line PLmExtends in the direction perpendicular to the plane of FIG.
And are connected via connection holes in an area (not shown).
ing. Also, the memory cell MC11MAnd memory cell MC12M
And memory cell MC13MAnd memory cell MC14MIs vertical
It is aligned. With such a structure,
The area occupied by the molycell can be further reduced,
The degree of integration can be further improved.

【0177】図20に等価回路図を示す不揮発性メモリ
においては、第1番目の選択用トランジスタTR11,T
21はワード線WL1に接続されており、第2番目の選
択用トランジスタTR12,TR22はワード線WL2に接
続されており、第3番目の選択用トランジスタTR13
TR23はワード線WL3に接続されており、第4番目の
選択用トランジスタTR14,TR24はワード線WL4
接続されている。
In the nonvolatile memory whose equivalent circuit diagram is shown in FIG. 20, the first selection transistors TR 11 , T
R 21 is connected to the word line WL 1, the second selection transistor TR 12, TR 22 is connected to the word line WL 2, the third selection transistor TR 13,
TR 23 is connected to the word line WL 3, the fourth selection transistor TR 14, TR 24 is connected to the word line WL 4.

【0178】そして、プレート線PL1を共有したメモ
リセルMC11m,MC21m、プレート線PL2を共有した
メモリセルMC12m,MC22m、プレート線PL3を共有
したMC13m,MC23m、プレート線PL4を共有したメ
モリセルMC14m,MC24mに相補的なデータを書き込む
ことで、それぞれに、1ビットを記憶する。尚、第2の
選択用トランジスタTR21,TR22,TR23,TR24
構造、メモリセルMC21 m,MC22m,MC23m,MC24m
の構造は、図19に示した構造と同じであり、図19の
紙面垂直方向に隣接している。また、8つの選択用トラ
ンジスタTR11〜TR14,TR21〜TR24と、64個の
メモリセルMC11m〜MC14m,MC21m〜MC24mによっ
て、1つのメモリユニット(アクセス単位ユニット)が
構成され、32ビットを記憶する。
The memory cells MC 11m and MC 21m sharing the plate line PL 1 , the memory cells MC 12m and MC 22m sharing the plate line PL 2 , the MC 13m and MC 23m sharing the plate line PL 3 and the plate line By writing complementary data into the memory cells MC 14m and MC 24m sharing the PL 4 , 1 bit is stored in each of the data. The structure of the second selection transistors TR 21 , TR 22 , TR 23 , TR 24 and the memory cells MC 21 m , MC 22m , MC 23m , MC 24m
Is the same as the structure shown in FIG. 19, and is adjacent in the direction perpendicular to the plane of FIG. Moreover, eight of the selection transistor TR 11 ~TR 14, TR 21 ~TR 24, 64 memory cells MC 11m to MC 14m, the MC 21m to MC 24m, 1 single memory unit (access units) is configured , 32 bits.

【0179】ワード線WL1,WL2,WL3,WL4はワ
ード線デコーダ/ドライバWDに接続されている。ま
た、ビット線BL1,BL2は、差動センスアンプ(図示
せず)に接続されている。更には、プレート線PL
mは、プレート線デコーダ/ドライバPDに接続されて
いる。
The word lines WL 1 , WL 2 , WL 3 , WL 4 are connected to a word line decoder / driver WD. The bit lines BL 1 and BL 2 are connected to a differential sense amplifier (not shown). Further, the plate line PL
m is connected to a plate line decoder / driver PD.

【0180】実際の不揮発性メモリにおいては、この3
2ビットを記憶する不揮発性メモリの集合がアクセス単
位ユニットとしてアレイ状に配設されている。
In an actual nonvolatile memory, this 3
A set of nonvolatile memories storing two bits is arranged in an array as an access unit.

【0181】図21に等価回路図を示す不揮発性メモリ
においては、第1番目の選択用トランジスタTR11,T
21のそれぞれはワード線WL1,WL5に接続されてお
り、第2番目の選択用トランジスタTR12,TR22のそ
れぞれはワード線WL2,WL6に接続されており、第3
番目の選択用トランジスタTR13,TR23のそれぞれは
ワード線WL3,WL7に接続されており、第4番目の選
択用トランジスタTR14,TR24のそれぞれはワード線
WL4,WL8に接続されている。
In the nonvolatile memory whose equivalent circuit is shown in FIG. 21, the first selection transistors TR 11 , T
Each of R 21 is connected to word lines WL 1 and WL 5 , and each of the second selection transistors TR 12 and TR 22 is connected to word lines WL 2 and WL 6 , and
Each of the fourth selection transistors TR 13 and TR 23 is connected to word lines WL 3 and WL 7 , and each of the fourth selection transistors TR 14 and TR 24 is connected to word lines WL 4 and WL 8 . Have been.

【0182】そして、プレート線PLmを共有したメモ
リセルMC11m,MC12m,MC13m,MC14m,M
21m,MC22m,MC23m,MC24mのそれぞれにデータ
を書き込むことで、それぞれに、1ビットを記憶する。
即ち、8つの選択用トランジスタTR11〜TR14,TR
21〜TR24と、64個のメモリセルMC11m〜MC14m
MC 21m〜MC24mによって、1つのメモリユニット(ア
クセス単位ユニット)が構成され、64ビットを記憶す
る。
Then, the plate line PLmNotes shared with
Recell MC11m, MC12m, MC13m, MC14m, M
C21m, MC22m, MC23m, MC24mData for each of
, Each stores one bit.
That is, eight selection transistors TR11~ TR14, TR
twenty one~ TRtwenty fourAnd 64 memory cells MC11m~ MC14m,
MC 21m~ MC24mOne memory unit (A
Access unit), and stores 64 bits.
You.

【0183】ワード線WL1,WL2,WL3,WL4,W
5,WL6,WL7,WL8はワード線デコーダ/ドライ
バWDに接続されている。また、ビット線BL1,BL2
は、差動センスアンプ(図示せず)に接続されている。
更には、プレート線PLmは、プレート線デコーダ/ド
ライバPDに接続されている。
The word lines WL 1 , WL 2 , WL 3 , WL 4 , W
L 5 , WL 6 , WL 7 , WL 8 are connected to a word line decoder / driver WD. Further, the bit lines BL 1 and BL 2
Are connected to a differential sense amplifier (not shown).
Furthermore, the plate line PL m is connected to a plate line decoder / driver PD.

【0184】実際の不揮発性メモリにおいては、この6
4ビットを記憶する不揮発性メモリの集合がアクセス単
位ユニットとしてアレイ状に配設されている。
In an actual nonvolatile memory, this 6
A set of nonvolatile memories storing 4 bits is arranged in an array as an access unit.

【0185】(実施の形態7)実施の形態7の不揮発性
メモリは、実施の形態6の不揮発性メモリの変形であ
る。実施の形態7の不揮発性メモリが、実施の形態6の
不揮発性メモリと異なる点は、第1番目のサブメモリユ
ニットSMU11のメモリセルMC11mと第2番目のサブ
メモリユニットSMU12のメモリセルMC12mで第2の
電極(プレート線)が共通とされ、第3番目のサブメモ
リユニットSMU13のメモリセルMC13mと第4番目の
サブメモリユニットSMU14のメモリセルMC14mで第
2の電極(プレート線)が共通とされている点にある。
また、第1番目のサブメモリユニットSMU21のメモリ
セルMC21mと第2番目のサブメモリユニットSMU22
のメモリセルMC22mで第2の電極(プレート線)が共
通とされ、第3番目のサブメモリユニットSMU23のメ
モリセルMC23mと第4番目のサブメモリユニットSM
24のメモリセルMC24mで第2の電極(プレート線)
が共通とされている。
(Embodiment 7) The nonvolatile memory of Embodiment 7 is a modification of the nonvolatile memory of Embodiment 6. Nonvolatile memory of the seventh embodiment is different from the non-volatile memory of the sixth embodiment, the memory cells of the first sub-memory unit SMU 11 MC 11m and second memory cell sub-memory unit SMU 12 the second electrode (plate line) is shared by MC 12m, a second electrode in the third sub-memory unit SMU 13 memory cells MC 13m and the memory cells MC 14m in the fourth sub-memory unit SMU 14 (Plate line) is common.
Further, the memory cell MC 21m of the first sub-memory unit SMU 21 and the second sub-memory unit SMU 22
Of the second electrode in the memory cell MC 22m (plate line) is the common, third sub-memory unit memory cell MC 23m and fourth sub-memory unit SM of SMU 23
Second electrode in the memory cell MC 24m of U 24 (plate line)
Is common.

【0186】図22に模式的な一部断面図を示す実施の
形態7の不揮発性メモリは、 第1の電極41Aと強誘電体層42Aと第2の電極
43とから成るメモリセルMC11m(m=1,2,3・
・・7,8であり、具体的には、MC111,MC11 2,M
113・・・MC117,MC118であり、サブメモリユニ
ットSMU11である)、 第1の電極41Bと強誘電体層42Bと第2の電極
43とから成るメモリセルMC12m(m=1,2,3・
・・7,8であり、具体的には、MC121,MC12 2,M
123・・・MC127,MC128であり、サブメモリユニ
ットSMU12である)、 第1の電極51Aと強誘電体層52Aと第2の電極
53とから成るメモリセルMC13m(m=1,2,3・
・・7,8であり、具体的には、MC131,MC13 2,M
133・・・MC137,MC138であり、サブメモリユニ
ットSMU13である)、並びに、 第1の電極51Bと強誘電体層52Bと第2の電極
53とから成るメモリセルMC14m(m=1,2,3・
・・7,8であり、具体的には、MC141,MC14 2,M
143・・・MC147,MC148であり、サブメモリユニ
ットSMU14である)、 から構成されている。
The nonvolatile memory according to the seventh embodiment, whose partial cross-sectional view is schematically shown in FIG. 22, includes a memory cell MC 11m (including a first electrode 41A, a ferroelectric layer 42A, and a second electrode 43). m = 1, 2, 3,
· A 7,8, specifically, MC 111, MC 11 2, M
C 113 ... MC 117 and MC 118, which are sub memory units SMU 11 ), and a memory cell MC 12m (m = 1) including a first electrode 41B, a ferroelectric layer 42B, and a second electrode 43. , 2,3 ・
· A 7,8, specifically, MC 121, MC 12 2, M
C 123 ... MC 127 , MC 128 and the sub memory unit SMU 12 ), a memory cell MC 13m (m = 1) including the first electrode 51A, the ferroelectric layer 52A, and the second electrode 53 , 2,3 ・
· A 7,8, specifically, MC 131, MC 13 2, M
C 133 · · · MC 137, an MC 138, a sub-memory unit SMU 13), and a first electrode 51B and the ferroelectric layer 52B and the memory cell MC 14m consisting of the second electrode 53 (m = 1,2,3
... and 7, 8, specifically, MC 141, MC 14 2, M
C 143 ... MC 147 , MC 148 and the sub-memory unit SMU 14 ).

【0187】即ち、実施の形態7の不揮発性メモリは、
各メモリユニットを構成するサブメモリユニットが4層
構成である。尚、メモリユニットを構成するメモリセル
の数は8個に限定されず、また、不揮発性メモリを構成
するメモリセルの数は32個に限定されない。
That is, the nonvolatile memory of the seventh embodiment is
Each memory unit has a four-layer sub memory unit. Note that the number of memory cells constituting the memory unit is not limited to eight, and the number of memory cells constituting the nonvolatile memory is not limited to 32.

【0188】選択用トランジスタTR11,TR12、TR
13,TR14,TR21,TR22,TR 23,TR24の構造
は、実施の形態6において説明した不揮発性メモリの構
造と同じであるが故に、詳細な説明は省略する。
Selection transistor TR11, TR12, TR
13, TR14, TRtwenty one, TRtwenty two, TR twenty three, TRtwenty fourStructure of
Shows the structure of the nonvolatile memory described in the sixth embodiment.
Since it is the same as the structure, detailed description is omitted.

【0189】そして、絶縁層36上には第1の電極41
Aが形成され、第1の電極41A上に強誘電体層42A
が形成され、強誘電体層42A上に第2の電極43が形
成され、これらによってメモリセルMC11Mが構成され
ている。第1の電極41Aは、メモリセルMC11Mに共
通であり、ストライプ状の平面形状を有する。そして、
第1の電極41Aは、絶縁層36に形成された開口部3
7内に設けられた接続孔38を介して選択用トランジス
タTR11の他方のソース/ドレイン領域34に接続され
ている。強誘電体層42Aは、第2の電極43と略同じ
パターンにて形成されている。
Then, the first electrode 41 is formed on the insulating layer 36.
A is formed, and a ferroelectric layer 42A is formed on the first electrode 41A.
Is formed, and a second electrode 43 is formed on the ferroelectric layer 42A, and these constitute the memory cell MC11M . The first electrode 41A is common to the memory cells MC11M and has a stripe-shaped planar shape. And
The first electrode 41 </ b> A is formed in the opening 3 formed in the insulating layer 36.
Through a connection hole 38 provided in the 7 and is connected to the other source / drain region 34 of the selection transistor TR 11. The ferroelectric layer 42A is formed in substantially the same pattern as the second electrode 43.

【0190】更に、メモリセルMC11M及び絶縁層36
上には、強誘電体層42Bが形成され、その上には第1
の電極41Bが形成されている。そして、第1の電極4
1B、強誘電体層42B及び第2の電極43によってメ
モリセルMC12Mが構成されている。第1の電極41B
は、メモリセルMC12Mに共通であり、ストライプ状の
平面形状を有する。そして、第1の電極41Bは、絶縁
層36に形成された開口部37内に設けられた接続孔3
8を介して、選択用トランジスタTR12の他方のソース
/ドレイン領域34に接続されている。強誘電体層42
Bは、第1の電極41Bと略同じパターンにて形成され
ている。
Further, the memory cell MC 11M and the insulating layer 36
A ferroelectric layer 42B is formed thereon, and a first
Electrode 41B is formed. Then, the first electrode 4
1B, the ferroelectric layer 42B and the second electrode 43 constitute a memory cell MC12M . First electrode 41B
Are common to the memory cells MC12M and have a stripe-shaped planar shape. The first electrode 41B is connected to the connection hole 3 provided in the opening 37 formed in the insulating layer 36.
8 through, and is connected to the other source / drain region 34 of the selection transistor TR 12. Ferroelectric layer 42
B is formed in substantially the same pattern as the first electrode 41B.

【0191】更に、メモリセルMC12M及び絶縁層36
上には、層間絶縁層50が形成されている。そして、層
間絶縁層50上には第1の電極51Aが形成され、第1
の電極51A上に強誘電体層52Aが形成され、強誘電
体層52A上に第2の電極53が形成され、これらによ
ってメモリセルMC13Mが構成されている。第1の電極
51Aは、メモリセルMC13Mに共通であり、ストライ
プ状の平面形状を有する。そして、第1の電極51A
は、層間絶縁層50に形成された開口部45内に設けら
れた接続孔46、絶縁層36上に形成されたパッド部4
4、及び、絶縁層36に形成された開口部37内に設け
られた接続孔38を介して、選択用トランジスタTR21
の他方のソース/ドレイン領域34に接続されている。
強誘電体層52Aは、第2の電極53と略同じパターン
にて形成されている。
Furthermore, the memory cell MC 12M and the insulating layer 36
An interlayer insulating layer 50 is formed thereon. Then, a first electrode 51A is formed on the interlayer insulating layer 50, and the first electrode 51A is formed.
A ferroelectric layer 52A is formed on the electrode 51A, and a second electrode 53 is formed on the ferroelectric layer 52A, and these constitute a memory cell MC13M . The first electrode 51A is common to the memory cells MC13M and has a stripe-shaped planar shape. Then, the first electrode 51A
Are the connection holes 46 provided in the openings 45 formed in the interlayer insulating layer 50, and the pad portions 4 formed on the insulating layer 36.
4 and a connection transistor 38 provided in an opening 37 formed in the insulating layer 36 through the selection transistor TR 21.
Is connected to the other source / drain region.
The ferroelectric layer 52A is formed in substantially the same pattern as the second electrode 53.

【0192】更に、メモリセルMC13M及び層間絶縁層
50上には、強誘電体層52Bが形成され、その上には
第1の電極51Bが形成されている。そして、第1の電
極51B、強誘電体層52B及び第2の電極53によっ
てメモリセルMC14Mが構成されている。第1の電極5
1Bは、メモリセルMC14Mに共通であり、ストライプ
状の平面形状を有する。そして、第1の電極51Bは、
層間絶縁層50に形成された開口部45内に設けられた
接続孔46、絶縁層36上に形成されたパッド部44、
及び、絶縁層36に形成された開口部37内に設けられ
た接続孔38を介して、選択用トランジスタTR22の他
方のソース/ドレイン領域34に接続されている。強誘
電体層52Bは、第1の電極51Bと略同じパターンに
て形成されている。更には、メモリセルMC14M及び層
間絶縁層50上には、上部絶縁層60Aが形成されてい
る。
Furthermore, a ferroelectric layer 52B is formed on the memory cell MC13M and the interlayer insulating layer 50, and a first electrode 51B is formed thereon. The first electrode 51B, the ferroelectric layer 52B, and the second electrode 53 form a memory cell MC14M . First electrode 5
1B is common to the memory cells MC14M and has a stripe-shaped planar shape. And the first electrode 51B is
A connection hole 46 provided in an opening 45 formed in the interlayer insulating layer 50, a pad portion 44 formed on the insulating layer 36,
And, via the connecting hole 38 provided in the opening 37 formed in the insulating layer 36, and is connected to the other source / drain region 34 of the selection transistor TR 22. The ferroelectric layer 52B is formed in substantially the same pattern as the first electrode 51B. Further, an upper insulating layer 60A is formed on the memory cell MC 14M and the interlayer insulating layer 50.

【0193】メモリセルMC11MとメモリセルMC12M
メモリセルMC13MとメモリセルMC14Mは、垂直方向に
揃っている。このような構造にすることによって、メモ
リセルの占有面積をより一層小さくすることができ、集
積度のより一層の向上を図ることができる。
The memory cells MC 11M , MC 12M , MC 13M, and MC 14M are aligned in the vertical direction. With such a structure, the area occupied by the memory cells can be further reduced, and the degree of integration can be further improved.

【0194】尚、メモリユニットMU2の構成も同様と
することができる。実施の形態7の不揮発性メモリの等
価回路図は図20あるいは図21に示したと同様であ
る。更には、ワード線WL1〜WL4、あるいは、ワード
線WL1〜WL8、プレート線PLmの構造は、実施の形
態6と実質的に同様とすることができるので、詳細な説
明は省略する。
Incidentally, the configuration of the memory unit MU 2 can be made similar. The equivalent circuit diagram of the nonvolatile memory of the seventh embodiment is the same as that shown in FIG. 20 or FIG. Furthermore, the word lines WL 1 to WL 4 or, word lines WL 1 to WL 8, the structure of the plate line PL m, since it is possible to substantially similar to the sixth embodiment, the detailed description is omitted I do.

【0195】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。発明の実施の形態にて説明した不揮発性メモリの構
造・構成、印加電圧パルス幅制御回路の構造・構成、使
用した材料、各種の形成条件、回路構成、駆動方法等は
例示であり、適宜変更することができる。例えば、図2
3に示すように、実施の形態4の不揮発性メモリの変形
例として、第1の電極41を上部電極とし、第2の電極
43を下部電極とすることもできる。このような構造
は、他の発明の実施の形態における不揮発性メモリにも
適用することができる。尚、図23中、参照番号90,
91は、それぞれ、第1の層間絶縁層の下層及び上層を
示し、参照番号92,93は、それぞれ、上部絶縁層の
下層及び上層を示す。
Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The structure and configuration of the nonvolatile memory, the structure and configuration of the applied voltage pulse width control circuit, the materials used, various forming conditions, the circuit configuration, the driving method, and the like described in the embodiments of the invention are examples, and may be changed as appropriate. can do. For example, FIG.
As shown in FIG. 3, as a modified example of the nonvolatile memory of the fourth embodiment, the first electrode 41 can be an upper electrode and the second electrode 43 can be a lower electrode. Such a structure can be applied to the non-volatile memory according to another embodiment of the present invention. 23, reference numeral 90,
Reference numeral 91 indicates a lower layer and an upper layer of the first interlayer insulating layer, respectively, and reference numerals 92 and 93 indicate a lower layer and an upper layer of the upper insulating layer, respectively.

【0196】実施の形態5にて説明した不揮発性メモリ
の変形例を、図24の模式的な一部断面図に示す。この
不揮発性メモリにおいては、第1のメモリユニットMU
1を構成する第1のサブメモリユニットSMU11(メモ
リセルMC11M),SMU12(メモリセルMC12M)及び
第2のメモリユニットMU2を構成する第2のサブメモ
リユニットSMU21(メモリセルMC21M),SMU22
(メモリセルMC22M)のそれぞれが、層間絶縁層8
0,81,82を介して積層されている。この点を除
き、この不揮発性メモリの構造は、実施の形態5にて説
明した不揮発性メモリの構造と同様とすることができる
ので、詳細な説明は省略する。尚、このような構造は、
他の実施の形態にて説明した不揮発性メモリにも適用す
ることができる。
A modification of the nonvolatile memory described in the fifth embodiment is shown in a schematic partial sectional view of FIG. In this nonvolatile memory, the first memory unit MU
1 , the first sub memory unit SMU 11 (memory cell MC 11M ), SMU 12 (memory cell MC 12M ) and the second sub memory unit SMU 21 (memory cell MC 12 ) forming the second memory unit MU 2 21M ), SMU 22
(Memory cell MC 22M ) is formed of an interlayer insulating layer 8
0, 81 and 82 are stacked. Except for this point, the structure of this non-volatile memory can be the same as the structure of the non-volatile memory described in the fifth embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. In addition, such a structure,
The present invention can be applied to the nonvolatile memory described in the other embodiments.

【0197】強誘電体層は、不揮発性メモリの製造方法
に依って、第1の電極と略同じ平面形状を有し、第1の
電極を覆うように形成されていてもよい。あるいは又、
強誘電体層をパターニングしない構成としてもよい。
The ferroelectric layer may have substantially the same planar shape as the first electrode and may be formed so as to cover the first electrode, depending on the method of manufacturing the nonvolatile memory. Alternatively,
A configuration in which the ferroelectric layer is not patterned may be adopted.

【0198】また、発明の実施の形態においては、専
ら、1つの選択用トランジスタに複数のメモリセルが接
続された構成の不揮発性メモリを説明したが、本発明の
不揮発性メモリの構成は、非選択メモリセルにディスタ
ーブが発生する構造を有する如何なる形式、構成の不揮
発性メモリにも適用することができる。例えば、選択用
トランジスタとキャパシタ部とが一体になった構成の不
揮発性メモリ、具体的には、電界効果型トランジスタの
ゲート絶縁膜の代わりに、強誘電体薄膜が形成された構
造のメモリセルが、複数、配列されて成るメモリユニッ
トから構成された不揮発性メモリに、本発明の不揮発性
メモリあるいは本発明の印加電圧パルス幅制御回路を適
用することもできる。
In the embodiments of the present invention, a nonvolatile memory having a configuration in which a plurality of memory cells are connected to one selection transistor has been described. However, the configuration of the nonvolatile memory according to the present invention is non-volatile. The present invention can be applied to a nonvolatile memory of any type or configuration having a structure in which disturbance occurs in a selected memory cell. For example, a non-volatile memory having a configuration in which a selection transistor and a capacitor section are integrated, specifically, a memory cell having a structure in which a ferroelectric thin film is formed instead of a gate insulating film of a field-effect transistor is used. The nonvolatile memory of the present invention or the applied voltage pulse width control circuit of the present invention can also be applied to a nonvolatile memory composed of a plurality of memory units arranged in a row.

【0199】あるいは又、第1の電圧及び/又は第2の
電圧の値を可変とするための電圧可変回路を備えていて
もよい。そして、第1の電圧の値及び第2の電圧の値
は、選択メモリセルにおいてはキャパシタ部へのデータ
の書込み及び/又はデータの読出しを行うことができ、
且つ、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘
電体層においては分極反転が生じないような値に可変制
御される構成とすることもできる。かかる電圧可変回路
には、強誘電体キャパシタが備えられており、電圧可変
回路を構成する強誘電体キャパシタにおける分極量が変
化する時間に基づき、第1及び第2の電圧の値が可変制
御される構成とすればよい。
Alternatively, a voltage variable circuit for changing the value of the first voltage and / or the second voltage may be provided. Then, the value of the first voltage and the value of the second voltage enable data writing and / or data reading to and from the capacitor portion in the selected memory cell,
Further, the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell may be variably controlled to a value that does not cause polarization inversion. Such a voltage variable circuit is provided with a ferroelectric capacitor, and the first and second voltage values are variably controlled based on the time during which the amount of polarization in the ferroelectric capacitor constituting the voltage variable circuit changes. Configuration.

【0200】[0200]

【発明の効果】本発明の不揮発性メモリにおいては、選
択メモリセルのキャパシタ部及び非選択メモリセルのキ
ャパシタ部に印加される第1及び第2の電圧のパルス幅
が自動的に可変制御されるが故に、強誘電体層の膜厚や
組成にばらつきが発生したり、強誘電体層に温度変化が
生じた場合であっても、選択メモリセルにおけるデータ
書込み及び/又は読出しを確実に行うことができ、しか
も、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成する強誘電
体層に分極反転が生じることを確実に防止することがで
きる。それ故、メモリセルを構成する強誘電体層の特性
ばらつきに確実に対処することができ、ディスターブ耐
性に優れた不揮発性メモリを高い製造歩留にて製造する
ことが可能となる。
According to the nonvolatile memory of the present invention, the pulse widths of the first and second voltages applied to the capacitor portion of the selected memory cell and the capacitor portion of the non-selected memory cell are automatically variably controlled. Therefore, even when the thickness or composition of the ferroelectric layer varies or the temperature of the ferroelectric layer changes, it is necessary to reliably perform data writing and / or reading in the selected memory cell. In addition, it is possible to reliably prevent the polarization inversion from occurring in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell. Therefore, it is possible to reliably cope with the characteristic variation of the ferroelectric layer constituting the memory cell, and it is possible to manufacture a nonvolatile memory having excellent disturbance resistance at a high manufacturing yield.

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

【図1】メモリセルを構成するキャパシタ部への印加電
圧をパルス幅を変えて印加した後、強誘電体層の残留分
極を測定した結果を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the results of measuring the remanent polarization of a ferroelectric layer after applying a voltage applied to a capacitor part constituting a memory cell while changing a pulse width.

【図2】第1及び第2の電圧の値VSEL,VNON-SELと、
第1及び第2の電圧のパルス幅の関係を測定した結果を
示すグラフである。
FIG. 2 shows first and second voltage values V SEL and V NON-SEL ;
9 is a graph showing a result of measuring a relationship between pulse widths of first and second voltages.

【図3】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの等価回路図である。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to Embodiment 2 of the present invention;

【図4】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの模式的な一部断面図である。
FIG. 4 is a schematic partial sectional view of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to a second embodiment of the present invention;

【図5】本発明の印加電圧パルス幅制御回路の一例を示
す等価回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing an example of an applied voltage pulse width control circuit according to the present invention.

【図6】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの駆動方法におけるデータ書込み時の動作波形
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms at the time of data writing in the method of driving a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment of the present invention;

【図7】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの駆動方法におけるデータ読出し、及び、再書
込み時の動作波形を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing operation waveforms at the time of data reading and rewriting in the method of driving a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment of the present invention;

【図8】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの駆動方法の変形例におけるデータ読出し、及
び、再書込み時の動作波形を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing operation waveforms at the time of data reading and rewriting in a modification of the method of driving the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment of the present invention;

【図9】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの駆動方法の別の変形例におけるデータ読出
し、及び、再書込み時の動作波形を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing operation waveforms at the time of data reading and rewriting in another modification of the method of driving the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment of the present invention;

【図10】本発明の印加電圧パルス幅制御回路の変形例
を示す等価回路図である。
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram showing a modification of the applied voltage pulse width control circuit of the present invention.

【図11】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半
導体メモリにおいて一括してデータを書き換える方法を
説明するための動作波形を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing operation waveforms for explaining a method of collectively rewriting data in the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment of the present invention;

【図12】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の等価回路図である。
FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of a modification of the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment of the present invention;

【図13】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の等価回路図である。
FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of a modification of the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment of the present invention;

【図14】発明の実施の形態3における印加電圧パルス
幅制御回路を示す等価回路図である。
FIG. 14 is an equivalent circuit diagram showing an applied voltage pulse width control circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図15】発明の実施の形態4の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の等価回路図である。
FIG. 15 is an equivalent circuit diagram of a modification of the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the fourth embodiment of the present invention;

【図16】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの等価回路図である。
FIG. 16 is an equivalent circuit diagram of the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the fifth embodiment of the present invention;

【図17】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの等価回路図である。
FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory of Embodiment 5 of the present invention;

【図18】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの模式的な一部断面図である。
FIG. 18 is a schematic partial sectional view of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to Embodiment 5 of the present invention;

【図19】発明の実施の形態6の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの模式的な一部断面図である。
FIG. 19 is a schematic partial cross-sectional view of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to Embodiment 6 of the present invention;

【図20】発明の実施の形態6の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの等価回路図である。
FIG. 20 is an equivalent circuit diagram of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to Embodiment 6 of the present invention;

【図21】発明の実施の形態6の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の等価回路図である。
FIG. 21 is an equivalent circuit diagram of a modification of the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to Embodiment 6 of the present invention;

【図22】発明の実施の形態7の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの模式的な一部断面図である。
FIG. 22 is a schematic partial cross-sectional view of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to Embodiment 7 of the present invention;

【図23】発明の実施の形態4の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の模式的な一部断面図である。
FIG. 23 is a schematic partial cross-sectional view of a modification of the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to Embodiment 4 of the present invention;

【図24】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の模式的な一部断面図である。
FIG. 24 is a schematic partial cross-sectional view of a modification of the ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to the fifth embodiment;

【図25】強誘電体のP−Eヒステリシスループ図であ
る。
FIG. 25 is a PE hysteresis loop diagram of a ferroelectric substance.

【図26】米国特許第4873664号に開示された強
誘電体型不揮発性半導体メモリの等価回路図である。
FIG. 26 is an equivalent circuit diagram of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory disclosed in US Pat. No. 4,873,664.

【図27】特開平9−121032号公報に開示された
強誘電体型不揮発性半導体メモリの等価回路図である。
FIG. 27 is an equivalent circuit diagram of a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-121032.

【図28】20゜C及び105゜Cにおける強誘電体材
料のP−Eヒステリシスループを例示した図である。
FIG. 28 is a diagram exemplifying a PE hysteresis loop of a ferroelectric material at 20 ° C. and 105 ° C.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MU・・メモリユニット、SMU・・・サブメモリユニ
ット、MC・・・メモリセル、TR・・・選択用トラン
ジスタ、WL・・・ワード線、BL・・・ビット線、P
L・・・プレート線、WD・・・ワード線デコーダ/ド
ライバ、SA・・・差動センスアンプ、PD・・・プレ
ート線デコーダ/ドライバ、CN・・・共通ノード、1
0・・・印加電圧パルス幅制御回路、11,13,1
6,21,23,26・・・スイッチ用FET、12,
22・・・強誘電体キャパシタ、14,24・・・イン
ピーダンス変換回路、15,25・・・積分回路、15
A,15B,15C,15D・・・キャパシタ(コンデ
ンサ)、15b,15c,15d・・・スイッチング素
子、17,27・・・NAND回路、18,18A,1
8B,18C,28,29・・・AND回路、19・・
・温度検出・制御手段、30・・・半導体基板、31・
・・素子分離領域、32・・・ゲート絶縁膜、33・・
・ゲート電極、34・・・ソース/ドレイン領域、3
5,38・・・接続孔(コンタクトホール)、36・・
・絶縁層、37・・・開口部、41,51,61,71
・・・第1の電極、42,52,62,72・・・強誘
電体層、43,53,63,73・・・第2の電極、5
0,80,81,82,90,91,92,93・・・
層間絶縁層、50A,60A・・・上部絶縁層
MU: Memory unit, SMU: Sub memory unit, MC: Memory cell, TR: Transistor for selection, WL: Word line, BL: Bit line, P
L: plate line, WD: word line decoder / driver, SA: differential sense amplifier, PD: plate line decoder / driver, CN: common node, 1
0 ... applied voltage pulse width control circuit, 11, 13, 1
6, 21, 23, 26 ... switch FET, 12,
22: ferroelectric capacitor, 14, 24: impedance conversion circuit, 15, 25: integration circuit, 15
A, 15B, 15C, 15D: capacitors (capacitors), 15b, 15c, 15d: switching elements, 17, 27: NAND circuits, 18, 18A, 1
8B, 18C, 28, 29 ... AND circuit, 19 ...
.Temperature detection and control means, 30 ... semiconductor substrate, 31.
..Element isolation region, 32... Gate insulating film, 33.
.Gate electrode, 34... Source / drain region, 3
5, 38 ... connection hole (contact hole), 36
-Insulating layer, 37 ... Opening, 41, 51, 61, 71
... first electrode, 42, 52, 62, 72 ... ferroelectric layer, 43, 53, 63, 73 ... second electrode, 5
0, 80, 81, 82, 90, 91, 92, 93 ...
Interlayer insulating layer, 50A, 60A ... upper insulating layer

フロントページの続き Fターム(参考) 5B024 AA04 BA02 BA29 CA01 CA07 CA11 5F083 FR01 GA09 JA15 JA17 JA38 JA43 LA10 LA12 LA16 NA01 NA08 Continued on the front page F term (reference) 5B024 AA04 BA02 BA29 CA01 CA07 CA11 5F083 FR01 GA09 JA15 JA17 JA38 JA43 LA10 LA12 LA16 NA01 NA08

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】強誘電体層を有するキャパシタ部を備えた
メモリセルが、複数、配列されて成るメモリユニットを
備え、 選択メモリセルへのデータの書込み及び/又は選択メモ
リセルからのデータの読出し時に選択メモリセルのキャ
パシタ部に第1の電圧が印加されたとき、同時に、非選
択メモリセルのキャパシタ部に第2の電圧が印加される
構造を有する強誘電体型不揮発性半導体メモリであっ
て、 第1及び第2の電圧のパルス幅は、選択メモリセルにお
いてはキャパシタ部へのデータの書込み及び/又はデー
タの読出しを行うことができ、且つ、非選択メモリセル
のキャパシタ部を構成する強誘電体層においては分極反
転が生じないようなパルス幅に可変制御されることを特
徴とする強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
A memory cell including a capacitor unit having a ferroelectric layer includes a plurality of arranged memory units, and writes data to a selected memory cell and / or reads data from the selected memory cell. A ferroelectric nonvolatile semiconductor memory having a structure in which when a first voltage is applied to a capacitor portion of a selected memory cell, a second voltage is simultaneously applied to a capacitor portion of an unselected memory cell; The pulse widths of the first and second voltages are such that, in the selected memory cell, data can be written to and / or read from the capacitor portion, and the ferroelectric material constituting the capacitor portion of the unselected memory cell can be used. A ferroelectric nonvolatile semiconductor memory characterized in that a pulse width in a body layer is variably controlled so as not to cause polarization inversion.
【請求項2】第1及び第2の電圧のパルス幅は、強誘電
体層の温度変化に依存して可変制御されることを特徴と
する請求項1に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモ
リ。
2. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein the pulse widths of the first and second voltages are variably controlled depending on a temperature change of the ferroelectric layer. .
【請求項3】メモリユニットは、 (A)ビット線と、 (B)選択用トランジスタと、 (C)M個(但し、M≧2)のメモリセルと、 (D)M本のプレート線、 から成り、 各メモリセルを構成するキャパシタ部は、第1の電極と
強誘電体層と第2の電極とから成り、 メモリセルを構成するキャパシタ部の第1の電極は、メ
モリユニットにおいて共通であり、 共通の第1の電極は、選択用トランジスタを介してビッ
ト線に接続され、 第2の電極はプレート線に接続されていることを特徴と
する請求項1に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモ
リ。
3. A memory unit comprising: (A) a bit line; (B) a selection transistor; (C) M memory cells (where M ≧ 2); (D) M plate lines; The capacitor portion forming each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. The first electrode of the capacitor portion forming the memory cell is common to the memory units. The ferroelectric nonvolatile memory according to claim 1, wherein the common first electrode is connected to a bit line via a selection transistor, and the second electrode is connected to a plate line. Semiconductor memory.
【請求項4】第1及び第2の電圧は、プレート線を介し
てキャパシタ部に印加されることを特徴とする請求項3
に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
4. The method according to claim 3, wherein the first and second voltages are applied to the capacitor section via a plate line.
3. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to 1.
【請求項5】第1及び第2の電圧のパルス幅によって、
更に、選択用トランジスタの作動を制御することを特徴
とする請求項3に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモ
リ。
5. The pulse width of the first and second voltages,
4. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to claim 3, further comprising controlling the operation of the selection transistor.
【請求項6】第1の電圧の値をVSEL、第2の電圧の値
をVNON-SELとしたとき、|VNON-SEL|=α|VSEL
(但し、0<α<1)を満足することを特徴とする請求
項1に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
6. When the value of the first voltage is V SEL and the value of the second voltage is V NON-SEL , | V NON-SEL | = α | V SEL |
2. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein 0 <α <1 is satisfied.
【請求項7】強誘電体層を有するキャパシタ部を備えた
メモリセルが、複数、配列されて成るメモリユニットを
備え、 選択メモリセルへのデータの書込み及び/又は選択メモ
リセルからのデータの読出し時に選択メモリセルのキャ
パシタ部に第1の電圧が印加されたとき、同時に、非選
択メモリセルのキャパシタ部に第2の電圧が印加される
構造を有する強誘電体型不揮発性半導体メモリであっ
て、 印加電圧パルス幅制御回路を更に備え、 該印加電圧パルス幅制御回路は、第1及び第2の電圧の
パルス幅を、選択メモリセルにおいてはキャパシタ部へ
のデータの書込み及び/又はデータの読出しを行うこと
ができ、且つ、非選択メモリセルのキャパシタ部を構成
する強誘電体層においては分極反転が生じないようなパ
ルス幅に可変制御することを特徴とする強誘電体型不揮
発性半導体メモリ。
7. A memory cell including a capacitor unit having a ferroelectric layer includes a plurality of memory units arranged in a row, and writes data to a selected memory cell and / or reads data from the selected memory cell. A ferroelectric nonvolatile semiconductor memory having a structure in which when a first voltage is applied to a capacitor portion of a selected memory cell, a second voltage is simultaneously applied to a capacitor portion of an unselected memory cell; An applied voltage pulse width control circuit further includes an applied voltage pulse width control circuit that controls the pulse widths of the first and second voltages, and writes and / or reads data to and from a capacitor unit in a selected memory cell. And the pulse width is variably controlled so that no polarization inversion occurs in the ferroelectric layer constituting the capacitor portion of the non-selected memory cell. Type nonvolatile semiconductor memory characterized by and.
【請求項8】印加電圧パルス幅制御回路には、強誘電体
キャパシタが備えられていることを特徴とする請求項7
に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
8. The voltage pulse width control circuit according to claim 7, further comprising a ferroelectric capacitor.
3. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to 1.
【請求項9】印加電圧パルス幅制御回路を構成する強誘
電体キャパシタにおける分極量が変化する時間に基づ
き、第1及び第2の電圧のパルス幅が可変制御されるこ
とを特徴とする請求項8に記載の強誘電体型不揮発性半
導体メモリ。
9. The pulse width of the first and second voltages is variably controlled based on the time during which the amount of polarization in the ferroelectric capacitor constituting the applied voltage pulse width control circuit changes. 9. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to 8.
【請求項10】印加電圧パルス幅制御回路には、強誘電
体キャパシタに接続されたキャパシタが更に備えられて
おり、該キャパシタの電荷蓄積量に基づき第1及び第2
の電圧のパルス幅が可変制御されることを特徴とする請
求項9に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
10. The applied voltage pulse width control circuit further includes a capacitor connected to the ferroelectric capacitor, and the first and second capacitors are connected based on the amount of charge stored in the capacitor.
10. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to claim 9, wherein the pulse width of the voltage is variably controlled.
【請求項11】複数のキャパシタが備えられ、該複数の
キャパシタのそれぞれの使用、不使用によって、第1及
び第2の電圧のパルス幅基本設定値が決定されることを
特徴とする請求項10に記載の強誘電体型不揮発性半導
体メモリ。
11. The apparatus according to claim 10, wherein a plurality of capacitors are provided, and a basic setting value of the pulse width of the first and second voltages is determined by use or non-use of each of the plurality of capacitors. 3. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to 1.
【請求項12】複数のキャパシタが備えられ、更に、温
度検出・制御手段を備え、 該温度検出・制御手段によって検出された温度に基づ
き、該複数のキャパシタのそれぞれの作動が制御される
ことを特徴とする請求項10に記載の強誘電体型不揮発
性半導体メモリ。
12. A plurality of capacitors are provided, further comprising a temperature detecting / controlling means, wherein each operation of the plurality of capacitors is controlled based on the temperature detected by the temperature detecting / controlling means. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to claim 10, wherein:
【請求項13】メモリユニットは、 (A)ビット線と、 (B)選択用トランジスタと、 (C)M個(但し、M≧2)のメモリセルと、 (D)M本のプレート線、 から成り、 各メモリセルを構成するキャパシタ部は、第1の電極と
強誘電体層と第2の電極とから成り、 メモリセルを構成するキャパシタ部の第1の電極は、メ
モリユニットにおいて共通であり、 共通の第1の電極は、選択用トランジスタを介してビッ
ト線に接続され、 第2の電極はプレート線に接続されていることを特徴と
する請求項7に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモ
リ。
13. A memory unit comprising: (A) a bit line; (B) a selection transistor; (C) M memory cells (where M ≧ 2); (D) M plate lines; The capacitor portion forming each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. The first electrode of the capacitor portion forming the memory cell is common to the memory units. The ferroelectric nonvolatile memory according to claim 7, wherein the common first electrode is connected to a bit line via a selection transistor, and the second electrode is connected to a plate line. Semiconductor memory.
【請求項14】印加電圧パルス幅制御回路は、プレート
線に接続されていることを特徴とする請求項13に記載
の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
14. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to claim 13, wherein said applied voltage pulse width control circuit is connected to a plate line.
【請求項15】印加電圧パルス幅制御回路によって、更
に、選択用トランジスタの作動を制御することを特徴と
する請求項14に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモ
リ。
15. The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to claim 14, wherein the operation of the selection transistor is further controlled by an applied voltage pulse width control circuit.
【請求項16】第1の電圧の値をVSEL、第2の電圧の
値をVNON-SELとしたとき、|VNON-SEL|=α|VSEL
|(但し、0<α<1)を満足することを特徴とする請
求項7に記載の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
16. When the value of the first voltage is V SEL and the value of the second voltage is V NON-SEL , | V NON-SEL | = α | V SEL
The ferroelectric nonvolatile semiconductor memory according to claim 7, wherein | (where 0 <α <1) is satisfied.
【請求項17】強誘電体層を有するキャパシタ部を備え
たメモリセルにおいて、キャパシタ部に印加される印加
電圧のパルス幅を可変制御するための印加電圧パルス幅
制御回路であって、 強誘電体キャパシタを備えていることを特徴とする印加
電圧パルス幅制御回路。
17. An applied voltage pulse width control circuit for variably controlling a pulse width of an applied voltage applied to a capacitor portion in a memory cell including a capacitor portion having a ferroelectric layer, the ferroelectric material comprising: An applied voltage pulse width control circuit comprising a capacitor.
【請求項18】印加電圧パルス幅制御回路を構成する強
誘電体キャパシタにおける分極量が変化する時間に基づ
き、印加電圧のパルス幅が可変制御されることを特徴と
する請求項17に記載の印加電圧パルス幅制御回路。
18. The application according to claim 17, wherein the pulse width of the applied voltage is variably controlled based on the time during which the amount of polarization in the ferroelectric capacitor constituting the applied voltage pulse width control circuit changes. Voltage pulse width control circuit.
【請求項19】印加電圧パルス幅制御回路には、強誘電
体キャパシタに接続されたキャパシタが更に備えられて
おり、該キャパシタの電荷蓄積量に基づき印加電圧のパ
ルス幅が可変制御されることを特徴とする請求項18に
記載の印加電圧パルス幅制御回路。
19. The applied voltage pulse width control circuit further includes a capacitor connected to the ferroelectric capacitor, wherein the pulse width of the applied voltage is variably controlled based on the amount of charge stored in the capacitor. 19. The applied voltage pulse width control circuit according to claim 18, wherein:
【請求項20】複数のキャパシタが備えられ、該複数の
キャパシタのそれぞれの使用、不使用によって、印加電
圧のパルス幅基本設定値が決定されることを特徴とする
請求項19に記載の印加電圧パルス幅制御回路。
20. The applied voltage according to claim 19, wherein a plurality of capacitors are provided, and a basic setting value of a pulse width of the applied voltage is determined by use / non-use of each of the plurality of capacitors. Pulse width control circuit.
【請求項21】複数のキャパシタが備えられ、更に、温
度検出・制御手段を備え、 該温度検出・制御手段によって検出された温度に基づ
き、該複数のキャパシタのそれぞれの作動が制御される
ことを特徴とする請求項19に記載の印加電圧パルス幅
制御回路。
21. A system comprising: a plurality of capacitors; and a temperature detection / control means, wherein the operation of each of the plurality of capacitors is controlled based on the temperature detected by the temperature detection / control means. 20. The applied voltage pulse width control circuit according to claim 19, wherein:
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US7768811B2 (en) 2006-09-14 2010-08-03 Panasonic Corporation Ferroelectric memory apparatus and control method of the same

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