[發(fā)明專利]半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710096582.8
• 申請(qǐng)日: 2007-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN101064311A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 三木隆;村久木康夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L27/105
• 分類號(hào): H01L27/105;H01L23/522
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王以平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，特別是涉及安裝了強(qiáng)電介質(zhì)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的布局技術(shù)。

背景技術(shù)

近年來，已知通過將強(qiáng)電介質(zhì)膜用作電容器的絕緣膜以使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)成為非易失性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。強(qiáng)電介質(zhì)的極化狀態(tài)的轉(zhuǎn)移顯示出滯后特性，即使在對(duì)強(qiáng)電介質(zhì)施加的電壓為0時(shí)，在強(qiáng)電介質(zhì)中也留下殘留極化，利用這一點(diǎn)來進(jìn)行非易失性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

為了從強(qiáng)電介質(zhì)電容器讀出該非易失性數(shù)據(jù)，有必要對(duì)強(qiáng)電介質(zhì)電容器施加電壓，一般來說，驅(qū)動(dòng)構(gòu)成強(qiáng)電介質(zhì)電容器的極板線進(jìn)行讀出。

通常極板線驅(qū)動(dòng)字線方向的多個(gè)存儲(chǔ)單元，但極板線驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的電容通常比由動(dòng)態(tài)方式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中使用的氧化硅膜形成的電容器的電容大很多，與極板線相連的負(fù)載電容變得過大。此外，極板線大多使用Ir、IrO作為構(gòu)成材料，這種材料的電阻較大。

這樣的與極板線相連的負(fù)載電容的過大且極板線的高電阻帶來了存儲(chǔ)器的存取時(shí)間顯著地變大的課題。

另一方面，為了以適當(dāng)?shù)乃俣闰?qū)動(dòng)極板線，有必要使用驅(qū)動(dòng)能力大的MOS晶體管，存在功耗、布局面積增大的問題。

因此，作為改善作為上述的以前的課題的極板線的負(fù)載電容的過大且布局面積的增大的方法，提出了極板電位固定方式等的電路方式、電路工作。

以下說明表示提出了解決該課題的方法的第1現(xiàn)有技術(shù)的安裝了強(qiáng)電介質(zhì)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。

在第1現(xiàn)有技術(shù)中，假定利用極板線驅(qū)動(dòng)方式不能避免上述課題，公開了在不驅(qū)動(dòng)極板線、固定了極板線的電位的狀態(tài)下工作的半導(dǎo)體電路(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。按照該方式，由于不驅(qū)動(dòng)極板線，故可省略極板線驅(qū)動(dòng)時(shí)間，可防止存取時(shí)間的增大。

但是，在安裝了強(qiáng)電介質(zhì)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，迄今為止，大家都知道存在強(qiáng)電介質(zhì)電容器特性由于因制造工序中發(fā)生的氫引起的還原作用而惡化的課題。

因此，作為防止作為上述的以前的課題的因氫引起的強(qiáng)電介質(zhì)電容器特性的惡化的方法，提出了用氫阻擋膜覆蓋強(qiáng)電介質(zhì)電容器的周圍的技術(shù)。

以下說明表示提出了解決該課題的方法的第2和第3現(xiàn)有技術(shù)的安裝了強(qiáng)電介質(zhì)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。

在第2和第3現(xiàn)有技術(shù)中，使用了用氫阻擋膜包圍強(qiáng)電介質(zhì)電容器的技術(shù)，公開了采取從下方電連接上部電極的結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)2、3)。按照該方式，可防止氫對(duì)于電容器的擴(kuò)散，可防止電容器的因氫引起的還原作用，可防止電容器特性的惡化。

【專利文獻(xiàn)1】特開平10-162587號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】特開2002-198494號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)3】特開2001-44376號(hào)公報(bào)

但是，在上述第1至第3現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)生以下那樣的課題的可能性很大。

首先，在上述第1現(xiàn)有技術(shù)中，通常可考慮圖4中表示的那樣的布局。由于在專利文獻(xiàn)1中公開的上述第1現(xiàn)有技術(shù)中沒有特別指定布局，故在圖4中假定并表示了一般考慮的布局。

圖4是作為與第1現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的布局所考慮的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器110的平面圖。在此，在該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中排列了在列方向(DWL方向)上延伸的字線WL，排列了在行方向(DBL方向)上延伸的位線BL，配置了約存儲(chǔ)單元陣列MA的大小的1條極板線CP，排列了讀出放大器電路SA使其與存儲(chǔ)單元陣列MA的行方向(DBL方向)鄰接，排列了極板電位供給電路CPD使其與存儲(chǔ)單元陣列MA的列方向(DWL方向)鄰接，位線BL與讀出放大器電路SA連接，極板線CP與極板電位供給電路CPD連接。

在該方式中，使用固定了極板線CP的電位的工作方式，但通常在存儲(chǔ)單元陣列MA的端部進(jìn)行對(duì)極板線的電位的供給。

但是，在只在存儲(chǔ)單元陣列MA的周圍供給極板線的電位的情況下，在特定的存儲(chǔ)單元工作時(shí)，在該工作的存儲(chǔ)單元的周圍配置的未工作的存儲(chǔ)單元中，由于極板線的電阻高，故該極板線的電位容易暫時(shí)地、局部地引起下沖或上沖，存在與存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)保持的惡化有關(guān)的問題，這一點(diǎn)在發(fā)明者的分析中變得清楚。

例如，在使圖4內(nèi)的Pos1的存儲(chǔ)單元工作的情況下，Pos1的附近的極板電位發(fā)生變動(dòng)。

此時(shí)，對(duì)于未使之工作的Pos2的附近的極板線電位來說，雖然從存儲(chǔ)單元陣列MA的周圍供給極板線的電位，但由于極板線的電阻高，故引起電位供給不足，隨著Pos1的極板線電位變動(dòng)，Pos2的附近的極板線電位也變動(dòng)。

其結(jié)果，進(jìn)行了Pos2附近的存儲(chǔ)單元的簡易的寫入工作，會(huì)引起存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)保持的惡化。