JPH0332157B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0332157B2 JPH0332157B2 JP56003549A JP354981A JPH0332157B2 JP H0332157 B2 JPH0332157 B2 JP H0332157B2 JP 56003549 A JP56003549 A JP 56003549A JP 354981 A JP354981 A JP 354981A JP H0332157 B2 JPH0332157 B2 JP H0332157B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ferroelectric
- light
- electrode
- thin film
- transmitting electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/22—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、強誘電体メモリ及びその駆動方法に
関する。
関する。
デジタルコンピユータ、電話交換器等のデータ
記憶素子として、最近、強誘電体材料のＤ−Ｅヒ
ステリシス特性に着目した強誘電体メモリが注目
されている。すなわち、第１図に示すような角形
のＤ−Ｅヒステリシス曲線を持つ強誘電体がある
とき、残留分極（Pr）を真理値０に、残留分極
（−Pr）を真理値１に対応させる。いま、強誘電
体に正方向の読出し電界Ｅを印加した場合、もし
強誘電体の記憶が真理値１であつたなら、Ｄ−Ｅ
ヒステリ曲線上を状態Arから状態Brの方向に変
化する。この部分におけるヒステリシスループの
傾斜は急峻であり、キヤパシタンスが急激に変化
する。したがつてこのキヤパシタンスの変化を電
流変化として取り出すことにより、真理値１の記
憶を読出すことができる。
記憶素子として、最近、強誘電体材料のＤ−Ｅヒ
ステリシス特性に着目した強誘電体メモリが注目
されている。すなわち、第１図に示すような角形
のＤ−Ｅヒステリシス曲線を持つ強誘電体がある
とき、残留分極（Pr）を真理値０に、残留分極
（−Pr）を真理値１に対応させる。いま、強誘電
体に正方向の読出し電界Ｅを印加した場合、もし
強誘電体の記憶が真理値１であつたなら、Ｄ−Ｅ
ヒステリ曲線上を状態Arから状態Brの方向に変
化する。この部分におけるヒステリシスループの
傾斜は急峻であり、キヤパシタンスが急激に変化
する。したがつてこのキヤパシタンスの変化を電
流変化として取り出すことにより、真理値１の記
憶を読出すことができる。
一方、強誘電体の記憶状態が真理値０であつた
場合、正方向の読出し電界Ｅに対して、ヒステリ
シス曲線上を状態Drから状態Erの方向に変化す
る。この部分におけるヒステリシスループの傾斜
は緩やかであり、キヤパシタンスは低いから、小
さな電流変化しか取り出せない。したがつて、真
理値１から区別して、真理値０を読取ることがで
きる。
場合、正方向の読出し電界Ｅに対して、ヒステリ
シス曲線上を状態Drから状態Erの方向に変化す
る。この部分におけるヒステリシスループの傾斜
は緩やかであり、キヤパシタンスは低いから、小
さな電流変化しか取り出せない。したがつて、真
理値１から区別して、真理値０を読取ることがで
きる。
この強誘電体メモリの利点は、従来より知られ
ている磁気バブル素子と異なり、外界からの磁気
的影響を受けないこと、情報の記憶、読出しの際
の電力消費量が低いこと、メモリ・アクセスタイ
ムが1μs以下になること、ビツト当りのサイズが
小さいこと、単純で低コストな構造となること高
信頼性であること等々であり、磁気バブル素子で
は実現できない小型大容量かつ高信頼性のデータ
記憶装置が得られる可能性かあるものとして期待
されている。
ている磁気バブル素子と異なり、外界からの磁気
的影響を受けないこと、情報の記憶、読出しの際
の電力消費量が低いこと、メモリ・アクセスタイ
ムが1μs以下になること、ビツト当りのサイズが
小さいこと、単純で低コストな構造となること高
信頼性であること等々であり、磁気バブル素子で
は実現できない小型大容量かつ高信頼性のデータ
記憶装置が得られる可能性かあるものとして期待
されている。
しかし、従来検討された強誘電体メモリは、一
素子当り、真理値０または１の１ビツト分を記憶
できるだけであり、データ記憶装置の小型大容量
化という観点からは、十分なものとは言えなかつ
た。
素子当り、真理値０または１の１ビツト分を記憶
できるだけであり、データ記憶装置の小型大容量
化という観点からは、十分なものとは言えなかつ
た。
本発明は、記憶容量を飛躍的に増大しえ、しか
も情報の記憶、読み出しの高速化が可能で、リー
クによる記憶消失等を起すことのない強誘電体メ
モリ及びその駆動方法を提供することを目的とす
る。
も情報の記憶、読み出しの高速化が可能で、リー
クによる記憶消失等を起すことのない強誘電体メ
モリ及びその駆動方法を提供することを目的とす
る。
この目的を達成するため、本発明に係る強誘電
体メモリは、強誘電体薄膜の一面上に光透過電極
を有し、前記強誘電体薄膜の他面側に、間に電気
絶縁膜を挟んで、前記光透過電極と対となる電極
を有することを特徴とする。
体メモリは、強誘電体薄膜の一面上に光透過電極
を有し、前記強誘電体薄膜の他面側に、間に電気
絶縁膜を挟んで、前記光透過電極と対となる電極
を有することを特徴とする。
また、本発明に係る強誘電体メモリの駆動方法
は、強誘電体薄膜の一面上に光透過電極を有し、
前記強誘電体薄膜の他面側に、間に電気絶縁膜を
挟んで、前記光透過電極と対となる電極を有する
強誘電体メモリを使用し、前記強誘電体メモリの
前記電極間に抗電界より絶対値の小さい電界を印
加した状態で、前記光透過電極にレーザビームを
照射することにより、情報書き込み及び読み出し
を行なうことを特徴とする。
は、強誘電体薄膜の一面上に光透過電極を有し、
前記強誘電体薄膜の他面側に、間に電気絶縁膜を
挟んで、前記光透過電極と対となる電極を有する
強誘電体メモリを使用し、前記強誘電体メモリの
前記電極間に抗電界より絶対値の小さい電界を印
加した状態で、前記光透過電極にレーザビームを
照射することにより、情報書き込み及び読み出し
を行なうことを特徴とする。
以下実施例たる添付図面を参照し、本発明の内
容を具体的に説明する。第２図は本発明に係る強
誘電体メモリの構造を示す断面図である。図にお
いて、１は強誘電体薄膜である。この強誘電体薄
膜１は、Ｄ−Ｅヒステリシス特性が急峻な角形特
性を示す強誘電体材料によつて構成する。そのよ
うな強誘電体材料の代表的な例としては、
BaTio3単結晶体、本出願人が先に提案（たとえ
ば特開昭55−56621号）したBaTiO3系多結晶体
より成る強誘電体磁器等を挙げることができる。
特に、前記BaTiO3系多結晶体より成る強誘電体
磁器は、BaTiO3単結晶の場合のような製造上の
困難性がなく、BaTiO3単結晶体と遜色のない急
峻な角形のＤ−Ｅヒステリシス特性を有し、しか
も誘電率が高く、温度特性が良好で、誘電体損失
が小さい等の利点があり、前記強誘電体薄膜１を
構成する材料として、現状では最も適している。
容を具体的に説明する。第２図は本発明に係る強
誘電体メモリの構造を示す断面図である。図にお
いて、１は強誘電体薄膜である。この強誘電体薄
膜１は、Ｄ−Ｅヒステリシス特性が急峻な角形特
性を示す強誘電体材料によつて構成する。そのよ
うな強誘電体材料の代表的な例としては、
BaTio3単結晶体、本出願人が先に提案（たとえ
ば特開昭55−56621号）したBaTiO3系多結晶体
より成る強誘電体磁器等を挙げることができる。
特に、前記BaTiO3系多結晶体より成る強誘電体
磁器は、BaTiO3単結晶の場合のような製造上の
困難性がなく、BaTiO3単結晶体と遜色のない急
峻な角形のＤ−Ｅヒステリシス特性を有し、しか
も誘電率が高く、温度特性が良好で、誘電体損失
が小さい等の利点があり、前記強誘電体薄膜１を
構成する材料として、現状では最も適している。
強誘電体薄膜１は、その面に垂直方向にのみ強
誘電体として働くことが望ましい。たとえば
BaTiO3系の場合は、Ti原子の変位方向が垂直方
向のみであるように設定するものである。また膜
厚ｔは、レーザビームの太さ以下とすることが望
ましい。
誘電体として働くことが望ましい。たとえば
BaTiO3系の場合は、Ti原子の変位方向が垂直方
向のみであるように設定するものである。また膜
厚ｔは、レーザビームの太さ以下とすることが望
ましい。
強誘電体薄膜１の表面上には、レーザビームを
透過させ得る光透過電極２を設けてある。この光
透過電極２は一般には透明電極として形成され
る。また、強誘電体薄膜１の裏面側には、リーク
電流を阻止するための電気絶縁層３を間に挟ん
で、電極４を積層してある。この電極４は基板と
してそのまま利用することもできるが、電極４の
裏面側に絶縁物でなる基板を別に貼り付けてもよ
い。
透過させ得る光透過電極２を設けてある。この光
透過電極２は一般には透明電極として形成され
る。また、強誘電体薄膜１の裏面側には、リーク
電流を阻止するための電気絶縁層３を間に挟ん
で、電極４を積層してある。この電極４は基板と
してそのまま利用することもできるが、電極４の
裏面側に絶縁物でなる基板を別に貼り付けてもよ
い。
次に上記構成の強誘電体メモリにおける情報の
書込みおよび読出し動作について説明する。
書込みおよび読出し動作について説明する。
まず、情報の書込みについて説明する。光透過
電極２から電極４に向う電界の方向を順方向とし
この方向が第１図のヒステリシス曲線のグラフ軸
に一致しているものとする。光透過電極２と電極
４との間に順方向の電界を印加し、分極を同一方
向に揃えて飽和させた後、印加電界を除去すると
第１図のヒステリシスループは状態Drとなり、
真理値０が残留分極Prとして書込まれる。
電極２から電極４に向う電界の方向を順方向とし
この方向が第１図のヒステリシス曲線のグラフ軸
に一致しているものとする。光透過電極２と電極
４との間に順方向の電界を印加し、分極を同一方
向に揃えて飽和させた後、印加電界を除去すると
第１図のヒステリシスループは状態Drとなり、
真理値０が残留分極Prとして書込まれる。
真理値１を書込むには、分極が反転する電解強
度をEcとしたとき、絶対値がEc以下で反対方向の
電界−Emを印加し、レーザビームを光透過電極
２の一点に照射する。すると、レーザビームの照
射された一点の分極が、レーザビーム・アニール
作用により印加電界の方向を向き、ヒステリシス
ループが状態Dr′（電界−Emに対応する）から
状態Erに変化する。ここで電界−Em、レーザビ
ームがなくなると、ヒステリシスループが状態Er
から状態Arに変化するから、真理値１が残留分
極（−Pr）として書込まれる。
度をEcとしたとき、絶対値がEc以下で反対方向の
電界−Emを印加し、レーザビームを光透過電極
２の一点に照射する。すると、レーザビームの照
射された一点の分極が、レーザビーム・アニール
作用により印加電界の方向を向き、ヒステリシス
ループが状態Dr′（電界−Emに対応する）から
状態Erに変化する。ここで電界−Em、レーザビ
ームがなくなると、ヒステリシスループが状態Er
から状態Arに変化するから、真理値１が残留分
極（−Pr）として書込まれる。
次に読出す場合は、光透過電極２と電極４との
間に、抗電界Ecよりは小さい順方向の電界Emを
印加し、読み出したい部分にレーザビームを照射
する。この場合、レーザビーム照射点の記憶が真
理値０であつたなら、Ｄ−Ｅヒステリシス曲線は
状態Drから状態Crに変化する。この部分におけ
るヒステリシスループの傾斜は緩やかであり、キ
ヤパシタンスの変化は非常に小さいから、小さな
電流変化しか取り出せない。
間に、抗電界Ecよりは小さい順方向の電界Emを
印加し、読み出したい部分にレーザビームを照射
する。この場合、レーザビーム照射点の記憶が真
理値０であつたなら、Ｄ−Ｅヒステリシス曲線は
状態Drから状態Crに変化する。この部分におけ
るヒステリシスループの傾斜は緩やかであり、キ
ヤパシタンスの変化は非常に小さいから、小さな
電流変化しか取り出せない。
一方、レーザビーム照射点の記憶が真理値１で
あつたなら、Ｄ−Ｅヒステリシス曲線は状態Ar
から状態Brを経て状態Crに変化する。この状態
変化は分極の反転をもたらすもので、キヤパシタ
ンスが急激に変化するから、光透過電極２−電極
４から大きな電流変化が取り出される。したがつ
て、この電流変化を検出することにより、真理値
１を真理値０から区別して読取ることができる。
あつたなら、Ｄ−Ｅヒステリシス曲線は状態Ar
から状態Brを経て状態Crに変化する。この状態
変化は分極の反転をもたらすもので、キヤパシタ
ンスが急激に変化するから、光透過電極２−電極
４から大きな電流変化が取り出される。したがつ
て、この電流変化を検出することにより、真理値
１を真理値０から区別して読取ることができる。
この場合、光透過電極２上でレーザビームをた
とえばＸ、Ｙ軸方向に動かすことにより、一個の
強誘電体メモリで非常に高密度の情報の書込み、
読出しを行なうことができる。したがつて、小型
かつ薄型で、記憶容量の非常に大きい強誘電体メ
モリが実現できる。また、光透過電極２と電極４
との間に印加される電界Em、−Emは、抗電界Ec
より小さいから、高周波電界とすることが可能で
あり、動作速度の高速化が可能である。たとえ
ば、電界Em、−Emを1MHzの高周波電界とした
場合は、1μsの動作時間となる。
とえばＸ、Ｙ軸方向に動かすことにより、一個の
強誘電体メモリで非常に高密度の情報の書込み、
読出しを行なうことができる。したがつて、小型
かつ薄型で、記憶容量の非常に大きい強誘電体メ
モリが実現できる。また、光透過電極２と電極４
との間に印加される電界Em、−Emは、抗電界Ec
より小さいから、高周波電界とすることが可能で
あり、動作速度の高速化が可能である。たとえ
ば、電界Em、−Emを1MHzの高周波電界とした
場合は、1μsの動作時間となる。
しかも、強誘電体薄膜１の他面側に、間に電気
絶縁膜３を挟んで、光透過電極２と対となる電極
４を有するので、電極２−４間にリーク電流が流
れるのを阻止し、記憶状態を長期間にわたつて安
定に保持することができる。
絶縁膜３を挟んで、光透過電極２と対となる電極
４を有するので、電極２−４間にリーク電流が流
れるのを阻止し、記憶状態を長期間にわたつて安
定に保持することができる。
以上述べたように、本発明によれば、記憶容量
を飛躍的に増大しえ、しかも情報の記憶、読み出
しの高速化が可能で、リークによる記憶消失等を
起すことのない強誘電体メモリ及びその駆動方法
を提供することができる。
を飛躍的に増大しえ、しかも情報の記憶、読み出
しの高速化が可能で、リークによる記憶消失等を
起すことのない強誘電体メモリ及びその駆動方法
を提供することができる。
第１図は強誘電体のＤ−Ｅヒステリシス特性図
第２図は本発明に係る強誘電体メモリとその駆動
方法を示す図である。 １……強誘電体薄膜、２……光透過電極、４…
…電極。
第２図は本発明に係る強誘電体メモリとその駆動
方法を示す図である。 １……強誘電体薄膜、２……光透過電極、４…
…電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 強誘電体薄膜の一面上に光透過電極を有し、
前記強誘電体薄膜の他面側に、間に電気絶縁膜を
挟んで、前記光透過電極と対となる電極を有する
ことを特徴とする強誘電体メモリ。 ２ 前記強誘電体薄膜は、BaTiO3系多結晶体を
主成分とする強誘電体磁器でなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の強誘電体メモ
リ。 ３ 強誘電体薄膜の一面上に光透過電極を有し、
前記強誘電体薄膜の他面側に、間に電気絶縁膜を
挟んで、前記光透過電極と対となる電極を有する
強誘電体メモリを使用し、前記強誘電体メモリの
前記電極間に抗電界より絶対値の小さい電界を印
加した状態で、前記光透過電極にレーザビームを
照射することにより、情報書き込み及び読み出し
を行なうことを特徴とする強誘電体メモリの駆動
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP354981A JPS57117186A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Ferrodielectric memory and its driving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP354981A JPS57117186A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Ferrodielectric memory and its driving method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57117186A JPS57117186A (en) | 1982-07-21 |
| JPH0332157B2 true JPH0332157B2 (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=11560494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP354981A Granted JPS57117186A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Ferrodielectric memory and its driving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57117186A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856242A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-02 | Clarion Co Ltd | ビデイオデイスク |
| JPH0750540B2 (ja) * | 1986-02-06 | 1995-05-31 | ソニー株式会社 | 記録再生装置 |
| JPH0750539B2 (ja) * | 1986-02-06 | 1995-05-31 | ソニー株式会社 | 記録再生装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA757388B (en) * | 1974-12-16 | 1977-07-27 | Photovoltaic Ceramic Corp | Ferroelectric ceramic devices |
-
1981
- 1981-01-12 JP JP354981A patent/JPS57117186A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57117186A (en) | 1982-07-21 |
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