Dispositivo de memoria ferroeléctrica y método de conducción de la misma
Descripción general
 No sólo solamente reproducción de información, la inversión de polarización en la película ferroeléctrica también está estructurada para proporcionar un dispositivo de memoria ferroeléctrica que se mejora de manera que no se produzca en el momento de la grabación. ] Y el sustrato 10 a la fuente 30 y de drenaje 20 en ambos lados alrededor del pozo 10a se forma, una puerta de capa 40 aislante proporciona en la parte superior del pozo 10a, un electrodo de puerta 50 proporcionado en la puerta de la capa 40 aislante, la puerta prevista en la parte superior del electrodo 50, la película ferroeléctrica 60 para inducir los cargos correspondientes al electrodo de puerta 50 por el estado de polarización, la intensidad y el electrodo superior 70 proporcionado en la parte superior de la película dieléctrica 60, eléctricamente al electrodo de puerta 50 Y una línea 80 conectada a la capa aislante de compuerta 40 para descargar cargas inducidas en la capa aislante de compuerta 40.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de memoria ferroeléctrico y el método de accionamiento del mismo, y la grabación más no destructiva / reproducción de la descarga a lo largo de un camino de cargas separadas de la puerta inducida película aislante por un condensador ferroeléctrico en detalle (NDWR: Dispositivo de memoria ferroeléctrica de escritura y lectura no destructiva (FDD) y un método de conducción de la misma.
Antecedentes de la técnica
condensadores ferroeléctricos Típica polarización de inversión, es decir, la polarización positiva y medio para almacenar información en el estado de polarización negativo. El método para determinar el estado de polarización se aplica al condensador ferroeléctrico una señal constante, no se produce ahora y método para la detección de la señal generada, la inversión de la polarización cuando la inversión de polarización se produce reproduce solamente cuando una grabación NDRO (Método de Operación de Lectura No Destructiva). Un condensador de tipo NDRO tiene una nueva estructura diferente del condensador ordinario.
La figura 1 muestra una estructura de la unidad de un condensador ferroeléctrico dispositivo de memoria ferroeléctrico se aplica esquema NDRO, las Figs. 2 y 3 muestran una operación de reproducción de la información debido al estado de polarización del condensador ferroeléctrico. Haciendo referencia a la Fig. 1, un transistor proporcionado en el sustrato 1, que está conectado a tierra, se compone de un desagüe 2 y una fuente 3, una puerta de la capa 4 y el electrodo de puerta 5 aislante se apilan en este orden sobre los pozos situados en ambos extremos del pozo . A continuación, se proporciona el condensador en el electrodo de puerta 5, una película ferroeléctrico 6 se lamina sobre el electrodo de puerta 5, e incluye el electrodo superior 7. El electrodo de puerta 5 sirve como un electrodo inferior del condensador. Es decir, el transistor y el condensador comparten el electrodo de puerta 5 como electrodos respectivos.
Tal dispositivo de memoria ferroeléctrico NDRO del condensador de sistema a la puerta A diferencia existente condensador dispositivo de memoria ferroeléctrico a la fuente del transistor está conectado está conectado. En el funcionamiento de un dispositivo de memoria ferroeléctrico, la aplicación de una tensión de palabra para la grabación de información desde el electrodo superior 7 hacia el suelo cuando se induce la carga en la puerta de la capa 4 aislante.
2 Esa corriente estado fluye entre la fuente 3 y drene 2, muestra el estado de encendido o alto de la p-bien 1a, por otro lado, la Fig. 3 muestra el apagado o estado bajo. 2 transistores están tipo NPN, el condensador ferroeléctrico superior e inferior se separa en ánodo y el cátodo, con lo que la porción inferior de la puerta de capa de aislamiento muestra un estado donde se inducen cargas negativas. Por lo tanto, se forma un canal negativo en el pozo p 1a, y como resultado, fluye una corriente entre la fuente 3 y el drenaje 2.
3 en oposición a la Fig. 2, las porciones superior e inferior del condensador ferroeléctrico se polariza en el cátodo y el ánodo, lo que indica un estado en el que las porciones superior e inferior de la puerta de la capa 4 aislante es cargas positivas y negativas son inducidas. Por lo tanto, se forma un canal positivo en el pozo p, y como resultado, no fluye corriente entre la fuente 3 y el drenador 2. Por encima, se forma los pozos entre el drenaje y la fuente 2 3 por las cargas inducidas positivos y negativos en la capa aislante de puerta 4 canal negativo o positivo. Así, cuando la lectura de la información, una corriente fluye entre el drenaje 2 y la fuente 3 en un estado donde el voltaje de puerta no se aplica por el estado negativo positivo del canal ( 'on') del estado o no fluir o ( 'off') Estado Al detectar la información, se puede leer el estado de polarización de la película ferroeléctrica, es decir, la información del estado lógico binario grabado.
Tarea de solución
Tal esquema, a diferencia del dispositivo de memoria ferroeléctrico convencional que requiere una operación de reproducción destructiva causó la inversión de polarización del condensador cuando la lectura de información, no se produce con la inversión de polarización en la capa ferroeléctrica del condensador no Tiene la ventaja de que la operación de reproducción destructiva (NDRO) es posible. Sin embargo, los dispositivos de memoria ferroeléctricos tales esquema NDRO es se requiere una mayor tensión de la palabra, ya que debe ser inducida carga sobre la capa aislante puerta escribiendo la información en el condensador. Además, a diferencia de cuando se reproduce la información, por lo que a polarizarse ferroeléctrico durante escritura de información para el cátodo y el ánodo, como se muestra en las Figs. 2 y 3, la inversión de polarización del tiempo de grabación de la película ferroeléctrica La fatiga aún puede ocurrir como de costumbre. Puesto que tal fatiga acortar la vida del condensador, es necesario para evitar la reducción de la fatiga debido a la inversión de polarización del ferroeléctrico durante la grabación. Tal puede usarse especial fatiga electrodos materiales como un método que puede reducir, pero en este caso hay una posibilidad de que la cantidad de polarización de la película ferroeléctrica se reduce.
Un objeto de la presente invención es la información reproducida por supuesto, es el de proporcionar un dispositivo de memoria ferroeléctrico y un método de manejo de la estructura se mejora de manera que no se produzca la inversión de polarización en la película ferroeléctrica incluso durante la grabación.
Solución
dispositivo de memoria ferroeléctrica de acuerdo con la presente invención incluye una fuente de sustrato y de drenaje se forman en ambos lados alrededor de la capa así, una puerta aislante proporcionado en la parte superior del pozo, proporcionado en la parte superior de la puerta de capa de puerta aislante y electrodos, proporcionadas en una parte superior del electrodo de puerta, y la película ferroeléctrica para inducir cargas correspondiente al electrodo de puerta por su estado de polarización, y un electrodo superior dispuesto en la porción superior de la película ferroeléctrica, dicho electrodo puerta y eléctricamente Y un medio de descarga de carga para descargar la carga inducida en la capa aislante de la puerta.
Además, el método de accionamiento de un dispositivo de memoria ferroeléctrica de acuerdo con la presente invención incluye una fuente de sustrato y de drenaje se forman en ambos lados alrededor de la capa así, una puerta aislante proporcionado en la parte superior del pozo, la porción superior de la capa de puerta aislante que comprende: un electrodo de puerta provea, proporcionado en una parte superior del electrodo de puerta, una película ferroeléctrica para inducir cargos al electrodo de puerta correspondiente por su estado de polarización, y un electrodo superior proporcionado en la parte superior de la película ferroeléctrica una información método de activación ferroeléctrico en el dispositivo de memoria para grabación y reproducción, la grabación de la información lógica binaria de la baja lógica' bloquea el flujo de corriente entre la fuente y el drenaje a través de los pozos En estado, la carga de la capa aislante de compuerta inducida por la película ferroeléctrica se descarga directamente a través del electrodo de compuerta.
Ejemplos
De aquí en adelante, la presente invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. 4, los transistores que suministran sustrato 10 está conectado a tierra, la fuente 30 de drenaje 20 y, una puerta de capa aislante se laminan secuencialmente en la parte superior del pozo 10a 40 y el electrodo de puerta 50 situados en lados opuestos alrededor de los pozos 10a . Entonces, el condensador se proporciona en el electrodo de puerta 50 comprende una película 60 y la parte superior del electrodo ferroeléctrico 70 apilados en el electrodo de puerta 50. En este momento, por el electrodo de puerta 50 sirve el electrodo inferior del condensador, de manera similar a la estructura de un dispositivo convencional ferroeléctrico de memoria, el transistor y el condensador están compartiendo el electrodo de puerta 50 como electrodos respectivos.
En tal estructura, el electrodo de puerta 50 tiene elementos característicos de la presente invención. Es decir, el electrodo de puerta 50 está conectada a un elemento externo eléctricamente a través de una línea eléctrica separada 80 a diferencia del electrodo de puerta del dispositivo de memoria ferroeléctrico existente. El electrodo de puerta 50 tiene una función como un medio de descarga de carga para la descarga de las cargas de las puertas capa 40 inducida por la película ferroeléctrica 60 aislantes por una línea 80 directamente.
Arriba, el transistor en la presente invención son de tipo npn o de tipo pnp, esta vez, la polaridad de la tensión aplicada debe variar dependiendo de la forma de un transistor. Entonces, la película ferroeléctrica 60 reduce la tensión de carga es se utiliza preferiblemente mayor sustancia campo coercitivo (campo coercitivo), y se indujo en la puerta de la capa 40 aislante con el fin de maximizar la polarización en una dirección Es preferible usar un dieléctrico que tenga una constante dieléctrica mayor que SiO2.
A continuación se describirá una realización de un método de accionamiento de dispositivo de memoria ferroeléctrica para registrar y reproducir información lógica dividida en 'baja' y 'alta'. Jugar Descripción información lógica se omitirá para la reproducción de la información lógica lo que en realidad el mismo que el método NDRO existente, de aquí en adelante, se describirá solamente con respecto al método de grabación de información. La figura 5 muestra un estado de grabación de información en el estado lógico alto por la capa aislante puerta inducida de la carga por la película ferroeléctrica del condensador. Además, la figura 6 muestra un estado en el que la información de un estado bajo se registra lógicamente mediante una capa aislante de compuerta no inducida por carga.
Para un alto estado lógico, como se muestra en la Fig. 5, la puerta aislante situado en la trayectoria eléctrica a fin de escribir información en tensión palabra condensador aplicada desde el electrodo superior 70 hacia el suelo Inducir carga en la capa 40. En este momento, carga negativa a la p-bien 10a es inducida por el área de la capa ferroeléctrica, la positiva y por debajo del electrodo de puerta 50, se distribuye la carga negativa. Sin embargo, los electrodos de compuerta en los cuales las cargas positivas y negativas están distribuidas verticalmente son eléctricamente neutrales en conjunto. Por lo tanto, se forma un canal en el pozo 10a de la puerta inducida capa 40 de la carga aislante, por lo tanto, la corriente fluye entre la fuente 30 y de drenaje 20.
A continuación, un voltaje negativo se aplica al electrodo de puerta 50 a un estado bajo lógico, de ese modo a mantener el estado de tensión o de tierra de 0 V al electrodo superior 70. De este modo, la carga de la p-bien sobre el que están rápidamente de descarga se extingue a través de trayectoria eléctrica al exterior conectado a la carga sólo el electrodo de puerta 50, que se induce en la puerta de la capa 40 aislante, por lo tanto la película ferroeléctrica 60 Refrescado En este momento, la película ferroeléctrica 60 puede ser un estado lógico alto incluso inducir una carga en la capa aislante de puerta 40 está de nuevo en una tensión baja, ya que la polarización se mantiene en estado 0V.
Efecto de la invención
Examinar el estado de escritura de la información lógica como se describe anteriormente, la información lógica de modo de escritura 'bajo' y 'alto' en un estado que no se produce una inversión de la polarización de la película ferroeléctrica. Si la información se escribe en un estado tal que no ocurra inversión de polarización, se puede evitar la fatiga de la película ferroeléctrica. Además, dado que la polarización residual continúa existiendo mientras la información se escribe repetidamente como se describió anteriormente, la información se puede registrar incluso desde un voltaje bajo.
Además, dado que la película ferroeléctrica está polarizada solo en una dirección, es posible prolongar la vida útil sin necesidad de un circuito.
La figura 1 es una vista estructural esquemática de un dispositivo de memoria ferroeléctrico de tipo NDRO convencional.
La figura 2 es un diagrama que muestra un estado lógico 'alto' del dispositivo de memoria ferroeléctrica del tipo NDRO mostrado en la figura 1.
La figura 3 es un diagrama que muestra un estado 'bajo' lógico del dispositivo de memoria ferroeléctrica del tipo NDOR mostrado en la figura 1.
La figura 4 es una vista estructural esquemática de un dispositivo de memoria ferroeléctrica según la presente invención.
Se ilustra un estado de grabación de información en un estado lógico 'alto' del dispositivo de memoria ferroeléctrica de acuerdo con la presente invención mostrada en la Fig. 5 Fig.
Se ilustra un estado de grabación de información en un estado lógico 'bajo' del dispositivo de memoria ferroeléctrica de acuerdo con la presente invención mostrada en la Fig. 6 Fig.
10 sustrato
10a bien
20 drenaje
30 Fuente
40 capa aislante de la puerta
Electrodo de 50 puertas
60 película ferroeléctrica
70 electrodo superior
80 líneas
Reclamo
Una fuente de sustrato y de drenaje se forman en ambos lados alrededor de las reivindicaciones 1, así, una capa aislante de puerta dispuesta en la parte superior del pozo, y un electrodo de puerta dispuesta en la porción superior de la capa aislante de puerta, una parte superior del electrodo de puerta proporcionado, la película ferroeléctrica para inducir correspondientes cargos al electrodo de puerta por su estado de polarización, en el que el fuerte electrodo superior película dieléctrica dispuesta en la porción superior del aislante puerta está conectada al electrodo de puerta y eléctricamente Y medios de descarga de carga para descargar la carga inducida en la capa.
2. Dispositivo de memoria ferroeléctrica según la reivindicación 1, en el que la capa aislante de la puerta está hecha de un material dieléctrico de óxido de no silicio.
Una fuente de sustrato y de drenaje se forman en ambos lados sobre las reivindicación 3 pozos, una capa aislante de puerta dispuesta en la parte superior del pozo, y un electrodo de puerta dispuesta en la porción superior de la capa de puerta aislante, una parte superior del electrodo de puerta proporcionado, grabación y reproducción de la película ferroeléctrica para inducir cargos al electrodo de puerta correspondiente por el estado de polarización, la información de la intensidad para el dispositivo de memoria dieléctrica que comprende un electrodo superior dispuesto en la porción superior de la película ferroeléctrica A fin de reducir lógicamente el flujo de corriente entre la fuente y el drenaje a través del pozo para registrar una información lógica binaria, el ferroeléctrico Donde la carga de la capa aislante de compuerta inducida por la película se descarga directamente a través del electrodo de compuerta.
Dibujo :
Application number :1997-008160
Inventors :三星電子株式会社
Original Assignee :柳寅敬