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公開番号2024149656
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2024128057,2021501130
出願日2024-08-02,2020-02-11
発明の名称記憶装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類G11C 5/02 20060101AFI20241010BHJP(情報記憶)
要約【課題】エラー検出機能を有し、単位面積あたりに記憶できるデータ量が多い記憶装置を提供する。
【解決手段】半導体基板に形成されたトランジスタを用いて記憶装置の駆動回路を構成し、薄膜トランジスタを用いて記憶装置のメモリセルを構成する。薄膜トランジスタを用いてメモリセルが構成された層は、半導体基板の上方に複数積層して設けることでき、単位面積あたりに記憶できるデータ量を増やすことができる。また、薄膜トランジスタを用いて記憶装置が有する周辺回路の一部を構成することができるため、薄膜トランジスタを用いてエラー検出回路を構成し、半導体基板の上方に積層して設ける。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板と、前記半導体基板の上方に設けられる第１乃至第Ｎの第１素子層（Ｎは２以上の自然数）と、前記半導体基板と前記第１乃至第Ｎの第１素子層の間に設けられる第２素子層と、を有し、
前記第１乃至第Ｎの第１素子層のそれぞれは、複数のメモリセルを有し、
前記第Ｋ（Ｋは１以上Ｎ以下の整数の一つ）の第１素子層には、検査ビットが保持され、
前記第Ｋの第１素子層以外の第１素子層には、データが保持され、
前記第２素子層は、エラー検出回路を有し、
前記半導体基板は、駆動回路を有し、
前記複数のメモリセルのそれぞれが有する第１のトランジスタのチャネル形成領域と、前記エラー検出回路が有する第２のトランジスタのチャネル形成領域とは、金属酸化物を有し、
前記金属酸化物は、酸化インジウムである、記憶装置。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
半導体基板と、前記半導体基板の上方に設けられる第１乃至第Ｎの第１素子層（Ｎは２以上の自然数）と、前記半導体基板と前記第１乃至第Ｎの第１素子層の間に設けられる第２素子層と、を有し、
前記第１乃至第Ｎの第１素子層のそれぞれは、複数のメモリセルを有し、
前記第Ｋ（Ｋは１以上Ｎ以下の整数の一つ）の第１素子層には、検査ビットが保持され、
前記第Ｋの第１素子層以外の第１素子層には、データが保持され、
前記第２素子層は、エラー検出回路と、検査ビット生成回路と、を有し、
前記半導体基板は、駆動回路を有し、
前記複数のメモリセルのそれぞれが有する第１のトランジスタのチャネル形成領域と、前記エラー検出回路が有する第２のトランジスタのチャネル形成領域と、前記検査ビット生成回路が有する第３のトランジスタのチャネル形成領域とは、金属酸化物を有し、
前記金属酸化物は、酸化インジウムである、記憶装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記検査ビット生成回路は、前記メモリセルに前記データを書き込む際に、前記検査ビットを生成する機能を有する、記憶装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記エラー検出回路は、前記メモリセルから前記データを読み出す際に、前記検査ビットを用いて、前記データのエラーを検出する機能を有する、記憶装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、記憶装置に関する。特に、半導体特性を利用することで機能しうる記憶装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【０００２】
また、本発明の一形態は、半導体装置に関する。本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用した装置のことであり、例えば、半導体素子（トランジスタ、ダイオード、フォトダイオード等）を含む回路、同回路を有する装置等を指す。また、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般のことであり、例えば、集積回路、集積回路を備えたチップや、パッケージにチップを収納した電子部品、集積回路を備えた電子機器は、半導体装置の一例である。
【０００３】
なお、本発明の一形態は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一形態は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）は、各種電子機器に用いられる記憶装置（メモリ、ともいう）として広く知られている。ＤＲＡＭのメモリセルは、１つのトランジスタと１つの容量素子で構成され、ＤＲＡＭは容量素子に電荷を蓄積することでデータを記憶するメモリである。
【０００５】
ＤＲＡＭ等の記憶装置は、動作に異常がなくても、宇宙線などの影響でメモリセルに記憶したデータにエラー（誤り）が起きる場合がある。そのため、ＥＣＣ（ＥｒｒｏｒＣｈｅｃｋａｎｄＣｏｒｒｅｃｔ）メモリと呼ばれる、エラー検出および訂正機能を有する記憶装置が存在する。ＥＣＣメモリは、例えば、科学技術計算や金融機関で使われるコンピュータなど、データの誤りが許されない電子機器に用いられる。
【０００６】
一方、トランジスタのチャネルが形成される領域（チャネル形成領域、ともいう）に、金属酸化物を有するトランジスタ（酸化物半導体トランジスタ、ＯＳトランジスタ、ともいう）が注目されている。例えば、トランジスタに適用可能な金属酸化物として、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物（ＩＧＺＯ、イグゾー、などと呼ばれる）が知られている。
【０００７】
ＯＳトランジスタは、トランジスタがオフ状態にあるときのドレイン電流（オフ電流、ともいう）が非常に小さい（例えば、非特許文献１、２、参照）ため、ＯＳトランジスタをＤＲＡＭのメモリセルに用いることで、容量素子に蓄積した電荷を長時間保持することができる。
【０００８】
また、ＯＳトランジスタは薄膜トランジスタであるため、積層して設けることができる。例えば、特許文献１は、半導体基板に形成されたトランジスタを用いてＤＲＡＭの周辺回路を構成し、その上方に、ＯＳトランジスタを用いて構成されたＤＲＡＭのメモリセルを有する層を、複数積層した構成について開示している。ＤＲＡＭのメモリセルを有する層を複数積層することで、ＤＲＡＭのチップ面積を削減することができる。
【０００９】
なお、本明細書等では、ＯＳトランジスタがメモリセルに用いられたＤＲＡＭを、酸化物半導体ＤＲＡＭ、または、ＤＯＳＲＡＭ（登録商標、ＤｙｎａｍｉｃＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙを指す、ドスラムと読む）と呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
米国特許出願公開第２０１２／００６３２０８号明細書
【非特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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