发明名称 非挥发性半导体记忆装置
摘要 本发明之目的为实现采用适于高积体化之NAND型记忆胞单元之高速写入与抹除及实现高可靠度之非挥发性半导体记忆装置。记忆胞(1)系连接胞电晶体(Tij),其系形成于半导体基板上者及可变电阻元件(Rij),其系在胞电晶体(Tij)之源极、汲极端子间因施加电压而电阻值变化之由含锰之钙钛矿构造之氧化物所形成者所组成;将该记忆胞(1)串联连接复数个而形成记忆胞串联部(2),于记忆胞串联部(2)之至少一端设置选择电晶体(Si)而组成记忆胞区块(3),将该记忆胞区块(3)配置复数个而构成记忆胞阵列。
申请公布号 TWI248082 申请公布日期 2006.01.21
申请号 TW093105869 申请日期 2004.03.05
申请人 夏普股份有限公司 发明人 森本英德
分类号 G11C11/56 主分类号 G11C11/56
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种非挥发性半导体记忆装置,其系包含: 记忆胞阵列,其系将记忆胞复数个配置成阵列状所 组成者; 前述记忆胞系包含形成于半导体基板上之电晶体, 及连接于前述电晶体之源极、汲极端子间之电阻 値由于施加电压而变化之可变电阻元件而构成。 2.如申请专利范围第1项之非挥发性半导体记忆装 置,其中 前述可变电阻元件系由含有锰之钙钛矿构造之氧 化物所形成。 3.如申请专利范围第1项之非挥发性半导体记忆装 置,其中 前述记忆胞阵列系将包含串联连接复数个前述记 忆胞之记忆胞串联部之记忆胞区块配置复数个而 构成。 4.如申请专利范围第3项之非挥发性半导体记忆装 置,其中 前述记忆胞区块系于前述记忆胞串联部之至少一 端包含选择电晶体。 5.如申请专利范围第3项之非挥发性半导体记忆装 置,其中 构成前述记忆胞之前述电晶体之接通电阻系比对 应于资料记忆状态而变化之前述可变电阻元件之 电阻値变化范围低。 6.一种非挥发性半导体记忆装置之驱动方法,其系 前述非挥发性半导体记忆装置包含记忆胞阵列; 前述记忆胞阵列系将包含串联连接复数个记忆胞 之记忆胞串联部之记忆胞区块配置复数个而构成, 而前述记忆胞包含形成于半导体基板上之电晶体, 及连接于前述电晶体之源极、汲极端子间之电阻 値由于施加电压而变化之可变电阻元件而构成; 于资料读出时,执行第一步骤,其系至少对于所选 择之前述记忆胞区块,使前述记忆胞串联部之任一 个前述记忆胞之电晶体为非导通状态,选择该记忆 胞,将特定读出电压施加于前述记忆胞串联部之两 端,对于前述所选择之记忆胞进行资料之读出者; 且 于资料写入时,执行第二步骤,其系至少对于所选 择之前述记忆胞区块,使前述记忆胞串联部之任一 个前述记忆胞之电晶体为非导通状态,选择该记忆 胞,将特定写入电压施加于前述记忆胞串联部之两 端,对于前述所选择之记忆胞进行资料之写入者。 7.如申请专利范围第6项之非挥发性半导体记忆装 置之驱动方法,其中 于资料抹除时,执行第三步骤,其系至少对于所选 择之前述记忆胞区块,使前述记忆胞串联部之任一 个前述记忆胞之电晶体为非导通状态,选择该记忆 胞,将特定抹除电压施加于前述记忆胞串联部之两 端,对于前述所选择之记忆胞进行资料之抹除者。 图式简单说明: 图1系表示本发明之非挥发性半导体记忆装置之一 实施型态之记忆胞阵列之一部分之等价电路图。 图2系表示施加于用于本发明之非挥发性半导体记 忆装置之可变电阻元件之两端之写入脉冲之电压 振幅及可变电阻元件之电阻之关系之特性图。 图3系表示施加于用于本发明之非挥发性半导体记 忆装置之可变电阻元件之两端之写入脉冲之电压 振幅及可变电阻元件之电阻之关系之其他特性图 。 图4系表示将图1所示之本发明之非挥发性半导体 记忆装置之一实施型态之记忆胞阵列转换成NOR胞 阵列构造之等价电路图。 图5系表示本发明之非挥发性半导体记忆装置之一 实施型态之记忆胞阵列之布局之一部分之平面图( a)及同记忆胞阵列之元件构造之剖面图(b)。 图6系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之记 忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图7系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之记 忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图8系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之记 忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图9系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之记 忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图10系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之 记忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图11系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之 记忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图12系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之 记忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图13系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之 记忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图14系说明本发明之非挥发性半导体记忆装置之 记忆胞阵列之制造工序之一部分之工序剖面图。 图15系表示以往之NAND型快闪EEPROM之记忆胞阵列之 等价电路图。 图16系表示对应于图15所示之以往之NAND型快闪 EEPROM之记忆胞阵列之等价电路图之布局平面图。 图17为图16之布局平面图之A-A'线之元件构造之剖 面图。 图18为图15所示之以往之NAND型快闪EEPROM之记忆胞 阵列之动作说明图。 图19为以往之NAND型MRAM之记忆胞阵列之等价电路图 。 图20为图2所示之以往之NAND型MRAM之记忆胞阵列之 元件构造之剖面图。 图21为以往之NOR型MRAM之记忆胞阵列之等价电路图 。 图22为图21所示之以往之NOR型MRAM之记忆胞阵列之 元件构造剖面图。
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