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公開番号2025137576
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2025116148,2024100616
出願日2025-07-09,2020-09-25
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 11/405 20060101AFI20250911BHJP(情報記憶)
要約【課題】記憶容量の大きい記憶装置を提供する。
【解決手段】書き込み用トランジスタと、読み出し用トランジスタと、容量と、を備える
メモリセルを複数接続したNAND型の記憶装置であって、書き込み用トランジスタの半
導体層に酸化物半導体を用いる。読み出し用トランジスタはバックゲートを備える。バッ
クゲートに読み出し用の電圧を印加することにより、メモリセルが保持している情報を読
み出す。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ｎ個（ｎは３以上の整数）のメモリセルと、ｎ本の第１配線と、ｎ本の第２配線と、第３配線と、を備え、
ｉ番目（ｉは２以上ｎ未満の整数）の前記メモリセルは、
第１トランジスタ［ｉ］と、第２トランジスタ［ｉ］と、容量［ｉ］と、を備え、
ｉ－１番目の前記メモリセルは、
第１トランジスタ［ｉ－１］と、第２トランジスタ［ｉ－１］と、容量［ｉ－１］と、を備え、
ｉ＋１番目の前記メモリセルは、
第１トランジスタ［ｉ＋１］と、第２トランジスタ［ｉ＋１］と、容量［ｉ＋１］と、を備え、
前記第１トランジスタ［ｉ］のゲートは、ｉ番目の前記第１配線と電気的に接続され、
前記第１トランジスタ［ｉ］のソースは、
前記第１トランジスタ［ｉ－１］のドレインと電気的に接続され、
前記第１トランジスタ［ｉ］のドレインは、
前記第１トランジスタ［ｉ＋１］のソースと電気的に接続され、
前記第２トランジスタ［ｉ］のゲートは、前記第１トランジスタ［ｉ］のドレインと電気的に接続され、
前記第２トランジスタ［ｉ］のソースは、
前記第２トランジスタ［ｉ－１］のドレインと電気的に接続され、
前記第２トランジスタ［ｉ］のドレインは、
前記第２トランジスタ［ｉ＋１］のソースと電気的に接続され、
前記第２トランジスタ［ｉ］のバックゲートは、ｉ番目の前記第２配線と電気的に接続され、
前記第２トランジスタ［ｉ－１］のバックゲートは、ｉ－１番目の前記第２配線と電気的に接続され、
前記第２トランジスタ［ｉ＋１］のバックゲートは、ｉ＋１番目の前記第２配線と電気的に接続され、
前記第２トランジスタ［ｉ］のゲートと前記第３配線の間に前記容量［ｉ］を備え、
前記第２トランジスタ［ｉ－１］のゲートと前記第３配線の間に前記容量［ｉ－１］を備え、
前記第２トランジスタ［ｉ＋１］のゲートと前記第３配線の間に前記容量［ｉ＋１］を備える、記憶装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、記憶装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
なお本発明の一態様は、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、本発明の一態様は
、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。
【０００３】
なお、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もの
全般を指す。よって、トランジスタやダイオードなどの半導体素子や、半導体素子を含む
回路は半導体装置である。また、表示装置、発光装置、照明装置、電気光学装置、撮像装
置、記憶装置、通信装置および電子機器などは、半導体素子や半導体回路を含む場合があ
る。よって、表示装置、発光装置、照明装置、電気光学装置、撮像装置、記憶装置、通信
装置および電子機器なども、半導体装置と呼ばれる場合がある。
【背景技術】
【０００４】
近年、チャネル形成領域に酸化物半導体または金属酸化物を用いたトランジスタ（Ｏｘｉ
ｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒトランジスタ、以下、「ＯＳトランジスタ」または「
ＯＳ－ＦＥＴ」ともいう）が注目されている（特許文献１）。
【０００５】
ＯＳトランジスタはオフ電流（トランジスタがオフ状態の時に、ソースとドレインの間に
流れる電流。）が非常に小さい。この特徴を利用した不揮発性メモリが、特許文献２およ
び特許文献３に開示されている。ＯＳトランジスタを用いた不揮発性メモリは、データの
書き換え可能回数に制限がなく、さらにデータを書き換えるときの消費電力も少ない。ま
た、特許文献３には、ＯＳトランジスタのみで不揮発性メモリのメモリセルを構成した例
が開示されている。
【０００６】
なお、本明細書においてＯＳトランジスタを用いた不揮発性メモリをＮＯＳＲＡＭ（登録
商標）と呼ぶ場合がある。ＮＯＳＲＡＭとは「ＮｏｎｖｏｌａｔｉｌｅＯｘｉｄｅＳ
ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＲＡＭ」の略称であり、ゲインセル型（２Ｔ型、３Ｔ型）の
メモリセルを有するＲＡＭを指す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２０１１－１５１３８３号公報
特開２０１６－１１５３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様は、信頼性の高い記憶装置を提供することを課題の一とする。または、本
発明の一態様は、記憶容量の大きい記憶装置を提供することを課題の一とする。または、
本発明の一態様は、占有面積が小さい記憶装置を提供することを課題の一とする。または
、本発明の一態様は、製造コストの低い記憶装置を提供することを課題の一とする。また
は、本発明の一態様は、信頼性の高い半導体装置を提供することを課題の一とする。また
は、本発明の一態様は、製造コストの低い半導体装置を提供することを課題の一とする。
または、本発明の一態様は、新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書
、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項
などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、書き込み用トランジスタと、読み出し用トランジスタと、を備えるメ
モリセルを複数接続したＮＡＮＤ型の記憶装置であって、書き込み用トランジスタの半導
体層に酸化物半導体を用いることで、保持容量が不要もしくは保持容量の小型化が可能に
なる。読み出し用トランジスタはバックゲートを備える。バックゲートに読み出し用の電
圧を印加することにより、メモリセルが保持している情報を読み出すことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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