JP2002026283A - Multilayered memory device and its manufacturing method - Google Patents
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Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Dram (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多層構造のメモリ
装置及びその製造方法に係り、データのメモリ部を成す
メモリ層を多層化した構造のメモリ装置及びその製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory device having a multilayer structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a memory device having a structure in which memory layers forming a data memory section are multilayered and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、メモリ装置は、データを記憶す
るメモリ部と、メモリ部へのデータの書込み及びメモリ
部からのデータの読出しを行う、いゆわる周辺回路とを
備える。メモリ部は層状のマトリクスを成すメモリ層と
して基板上に形成され、この基板上のメモリ層の周りに
は周辺回路が配置される。メモリ層と周辺回路とは1対
1で対応しているため、メモリ層を多層化する場合、そ
の分、周辺回路も必要になる。2. Description of the Related Art In general, a memory device includes a memory unit for storing data, and various peripheral circuits for writing data to the memory unit and reading data from the memory unit. The memory unit is formed on a substrate as a memory layer forming a layered matrix, and peripheral circuits are arranged around the memory layer on the substrate. Since the memory layers correspond to the peripheral circuits on a one-to-one basis, when the memory layers are multilayered, the peripheral circuits are required accordingly.
【0003】この多層化の一例を図7に模試的に示す。
例えば、メモリ層を3層、積層する場合、基板BP上に
1層目のメモリ層M1を形成すると共にその周辺近傍
に、メモリ層へのデータの書込み及びメモリ層からのデ
ータの読出しを行う、いゆわる周辺回路が形成されるX
方向及びY方向の周辺回路(ドライバ、デコーダ、セン
スアンプなど)PS1、PS1が形成される。この1層
目のメモリ層M1及び周辺回路PS1、PS1の上に、
図示しない層間絶縁膜を介して、2層目のメモリ層M2
及びその周辺回路PS2,PS2が同様に形成される。
続いて、2層目のメモリ層M1及び周辺回路PS2,P
S2の上に図示しない層間絶縁膜を介して3層目のメモ
リ層M3及びその周辺回路PS3,PS3が同様に形成
される。FIG. 7 schematically shows an example of this multi-layer structure.
For example, when three memory layers are stacked, a first memory layer M1 is formed on the substrate BP, and data is written to and read from the memory layer near the periphery thereof. X to form a peripheral circuit
Peripheral circuits (drivers, decoders, sense amplifiers, etc.) PS1 and PS1 in the direction and the Y direction are formed. On the first memory layer M1 and the peripheral circuits PS1, PS1,
A second memory layer M2 via an interlayer insulating film (not shown)
And its peripheral circuits PS2 and PS2 are similarly formed.
Subsequently, the second memory layer M1 and the peripheral circuits PS2, P
A third memory layer M3 and its peripheral circuits PS3 and PS3 are similarly formed on S2 via an interlayer insulating film (not shown).
【0004】同様な多層化の例が国際公開第WO99/
12170号の図11に記載されている。この公報記載
の場合、強誘電体の厚さ方向の表裏にX方向及びY方向
に沿ってストライプ状の電極を夫々配して単純マトリク
ス型メモリ素子のメモリ層を形成し、このメモリ層を複
数個、そのZ方向に直上に積層する。このとき、各メモ
リ層の周辺回路もZ方向に直上に積層している。[0004] A similar example of multilayering is disclosed in International Publication No. WO99 /
No. 12170 in FIG. In the case of this publication, stripe-shaped electrodes are arranged on the front and back sides of the ferroelectric in the thickness direction along the X direction and the Y direction, respectively, to form a memory layer of a simple matrix type memory element. Are stacked directly above in the Z direction. At this time, the peripheral circuits of each memory layer are also stacked directly above in the Z direction.
【0005】さらに別の多層化の例として、国際公開第
WO99/14762号の図8及び国際公開第WO99
/14763号の図10には、ドライバ及び制御回路な
どの周辺回路を作り込んだ基板上にROMメモリ層と絶
縁層とを交互に積層した構造が提案されている。この構
造の場合、各ROMメモリ層間は、この積層体の一方の
側面部にその積層方向に沿って形成したドライババスを
介して相互に接続されている。FIG. 8 of WO 99/14762 and WO 99/14762 show still another example of multilayering.
FIG. 10 of / 14763 proposes a structure in which a ROM memory layer and an insulating layer are alternately stacked on a substrate on which peripheral circuits such as a driver and a control circuit are formed. In the case of this structure, the respective ROM memory layers are connected to each other via a driver bus formed on one side surface of the stacked body along the stacking direction.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たメモリ層の多層化構造の場合、いずれにあっても、重
ねるメモリ層の数の分だけ周辺回路を用意しなければな
らないので、各メモリ層に対応して周辺回路を作成する
工程の製造コストは単純に掛け算となる。つまり、製造
コストが依然として高く、メモリ層を増やして大容量化
する割りには、製造コストのコストダウンが図り難いと
問題があった。However, in the case of the multi-layered structure of the memory layers described above, in any case, the peripheral circuits must be prepared by the number of memory layers to be overlapped. The manufacturing cost of the process of creating the corresponding peripheral circuit is simply multiplied. In other words, the manufacturing cost is still high, and there is a problem that it is difficult to reduce the manufacturing cost in spite of increasing the memory layer and increasing the capacity.
【0007】本発明は、メモリ層を多層化して大容量化
を図るときに、多層化メモリ層の周辺回路の製造コスト
を大幅に低減させることをその目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to greatly reduce the manufacturing cost of peripheral circuits of a multilayer memory layer when increasing the capacity by increasing the number of memory layers.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のメモリ装置によれば、2次元的に配列され
た複数のメモリセルから成るメモリ層を複数枚積層して
メモリ部を形成した多層構造のメモリ装置において、与
えられるアドレス信号をエンコーディングして3次元ア
ドレスを求める機能を有する1系列の周辺回路と、前記
3次元アドレスに応じたメモリセルを前記複数枚のメモ
リ層から選択するスイッチング手段とを備えたことを特
徴とする。In order to achieve the above object, according to the memory device of the present invention, a memory section is formed by laminating a plurality of memory layers composed of a plurality of memory cells arranged two-dimensionally. In the memory device having the multilayer structure described above, a series of peripheral circuits having a function of obtaining a three-dimensional address by encoding a given address signal and a memory cell corresponding to the three-dimensional address are selected from the plurality of memory layers. And switching means.
【0009】これにより、メモリ層を多層化して大容量
化を図ることができる一方で、スイッチング手段を設け
たことで、従来のように、多層化メモリ層の層数分に対
応してその数分の周辺回路を設けていたメモリ装置に比
べて、周辺回路の製造に関わるコストを大幅に低減させ
ることができる。[0009] This makes it possible to increase the capacity by increasing the number of memory layers, while providing switching means, as in the prior art, corresponding to the number of multilayer memory layers. As compared with a memory device provided with peripheral circuits, the cost involved in manufacturing the peripheral circuits can be significantly reduced.
【0010】このメモリ装置の構成は更に種々の対応に
展開できる。例えば、前記複数のメモリ層の夫々は単純
マトリクス型のメモリ層であって、前記1系列の周辺回
路はそのメモリ層のマトリクスを成す行及び列に対応し
て設けた1対の周辺回路である。このとき、前記単純マ
トリクス型のメモリ層は、パッシブアドレッシング駆動
によりメモリセル選択がなされる有機薄膜層であっても
よい。この有機薄膜層は、強誘電性を有する有機材料か
ら成る薄膜層であってもよい。[0010] The configuration of the memory device can be further developed in various ways. For example, each of the plurality of memory layers is a simple matrix type memory layer, and the one series of peripheral circuits is a pair of peripheral circuits provided corresponding to rows and columns forming a matrix of the memory layer. . At this time, the simple matrix type memory layer may be an organic thin film layer in which memory cells are selected by passive addressing drive. This organic thin film layer may be a thin film layer made of an organic material having ferroelectricity.
【0011】また例えば、前記スイッチング手段は、前
記複数のメモリ層に対応して設けた行方向のメモリ層選
択スイッチ部及びその列方向のメモリ層選択スイッチ部
と、この両方のスイッチ部に制御信号を送る制御手段と
を備え、前記行方向のメモリ層選択スイッチ部は、前記
複数のメモリ層それぞれを形成する全メモリセルの行方
向の電極に接続され且つ前記制御信号に応じてオンオフ
する電子スイッチを備えるとともに、前記列方向のメモ
リ層選択スイッチ部は、前記複数のメモリ層それぞれを
形成する全メモリセルの列方向の電極に接続され且つ前
記制御信号に応じてオンオフする電子スイッチを備えて
いてもよい。この場合、一例として、少なくとも前記周
辺回路と前記行方向及び列方向の両方のメモリ層選択ス
イッチ部は、同一基板上に形成されていてもよい。また
別の例としては、少なくとも前記周辺回路と前記行方向
及び列方向の両方のメモリ層選択スイッチ部は、前記同
一基板に転写成形されていてもよい。Further, for example, the switching means includes a memory layer selection switch section in a row direction provided in correspondence with the plurality of memory layers and a memory layer selection switch section in a column direction thereof, and a control signal is supplied to both of the switch sections. An electronic switch connected to the row-direction electrodes of all the memory cells forming each of the plurality of memory layers and turned on / off according to the control signal. And the column-directional memory layer selection switch unit includes an electronic switch that is connected to column-directional electrodes of all memory cells forming each of the plurality of memory layers and that is turned on / off in response to the control signal. Is also good. In this case, as an example, at least the peripheral circuit and the memory layer selection switch units in both the row direction and the column direction may be formed on the same substrate. As another example, at least the peripheral circuit and the memory layer selection switch sections in both the row direction and the column direction may be transfer-molded on the same substrate.
【0012】一方、本発明に係る多層構造のメモリ装置
の製造方法は、基板上に少なくとも周辺回路と複数のメ
モリ層夫々のメモリセルを選択するためのメモリ層選択
スイッチ部とを転写形成する工程と、この周辺回路及び
メモリ層選択スイッチ部が転写成形された側の前記基板
上に平坦化膜を形成する工程と、この平坦化膜に前記メ
モリ層選択スイッチ部のスイッチ出力端にコンタクトホ
ールを介して電気的に接続された接続部を形成する工程
と、前記平坦化膜上に単純マトリクス構造のメモリセル
から成るメモリ層を形成する工程と、前記平坦化膜形成
工程、前記接続部形成工程、及び前記メモリ層形成工程
をこの順に前記複数のメモリ層の数だけ繰り返す工程と
を含むことを特徴とする。この方法によっても、上述の
メモリ装置の基本構成のものと同等の作用効果を得る。On the other hand, in the method of manufacturing a memory device having a multilayer structure according to the present invention, a step of transferring and forming at least a peripheral circuit and a memory layer selection switch portion for selecting a memory cell of each of a plurality of memory layers on a substrate. Forming a flattening film on the substrate on the side where the peripheral circuit and the memory layer selection switch portion are transferred and formed; and forming a contact hole in the flattening film at a switch output terminal of the memory layer selection switch portion. Forming a connection portion electrically connected to the semiconductor device through a memory, forming a memory layer including a memory cell having a simple matrix structure on the flattening film, forming the flattening film, and forming the connection portion And repeating the memory layer forming step in this order by the number of the plurality of memory layers. According to this method, the same operation and effect as those of the above-described basic configuration of the memory device can be obtained.
【0013】例えば、前記転写形成工程は、少なくとも
前記周辺回路及び前記メモリ層選択スイッチ部を剥離層
を介して基台上に形成し、照射光の照射によって前記剥
離層に層内又は界面剥離を生じさせて、少なくとも前記
周辺回路及び前記メモリ層選択スイッチ部を前記基台か
ら剥離して前記基板上に転写形成する工程である。[0013] For example, in the transfer forming step, at least the peripheral circuit and the memory layer selection switch section are formed on a base via a release layer, and the release layer is irradiated with irradiation light to prevent the release layer from inter-layer or interface release. And causing at least the peripheral circuit and the memory layer selection switch section to be separated from the base and transferred and formed on the substrate.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の1つの実施形態を
図1〜図6に基づき説明する。本実施形態に係るメモリ
装置は、その全体として図1及び図2に示す如く、多層
構造を有している。図1は図2のI−I線に沿って見た
概略平面図を、図2は図1中のIIA−II線に沿った
破断した概略断面図を夫々示す。なお、後述するよう
に、このメモリ装置のメモリセル部、並びに、メモリ層
選択スイッチ部及び周辺回路は、X方向及びY方向に関
してマトリクス状に形成され、対称性を有しているた
め、図1のIIB−IIB線に沿った断面構造も、同図
のIIA−IIA線に沿った断面構造と同等に現れる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The memory device according to the present embodiment has a multilayer structure as shown in FIGS. 1 and 2 as a whole. 1 is a schematic plan view taken along the line II of FIG. 2, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line IIA-II of FIG. As described later, the memory cell portion, the memory layer selection switch portion, and the peripheral circuits of the memory device are formed in a matrix in the X direction and the Y direction and have symmetry. The cross-sectional structure along the line IIB-IIB in FIG. 2 also appears equivalent to the cross-sectional structure along the line IIA-IIA in FIG.
【0015】このメモリ装置は、図1に示す如く、矩形
状の1枚の基板11を備え、この基板11に各種のメモ
リ構成部材が一体に形成されている。具体的には、基板
11の面上にその1つの角部に寄せて形成された多層構
造のメモリセル部12と、このメモリセル部12の同図
における横方向に併置されたXメモリ層選択スイッチ部
13及びX周辺回路14と、メモリセル部12の同図に
おける上方向に併置されたYメモリ層選択スイッチ部1
5及びY周辺回路16、及び制御回路17を備える。As shown in FIG. 1, the memory device includes a single rectangular substrate 11, on which various memory components are integrally formed. More specifically, a memory cell portion 12 having a multilayer structure formed on the surface of the substrate 11 so as to be close to one corner thereof, and an X memory layer selection of the memory cell portion 12 which is juxtaposed in the horizontal direction in FIG. The switch unit 13 and the X peripheral circuit 14, and the Y memory layer selection switch unit 1 which is juxtaposed to the memory cell unit 12 in the upward direction in FIG.
5 and a Y peripheral circuit 16 and a control circuit 17.
【0016】この内、Xメモリ層選択スイッチ部13及
びX周辺回路14とYメモリ層選択スイッチ部15及び
Y周辺回路16の上面には、図2に示すように、平坦化
膜18が形成される。X周辺回路14はワード線の選択
を担う一方、Y周辺回路16はビット線の選択を担う。A planarizing film 18 is formed on the upper surfaces of the X memory layer selection switch section 13 and the X peripheral circuit 14 and the Y memory layer selection switch section 15 and the Y peripheral circuit 16 as shown in FIG. You. X peripheral circuit 14 is responsible for selecting a word line, while Y peripheral circuit 16 is responsible for selecting a bit line.
【0017】メモリセル部12は、ここでは、その多層
構造として3層のメモリ層12A〜12Cで構成される
が、メモリ層の積層数は複数であればよく、例えば2層
であっても、8層であってもよい。Here, the memory cell section 12 is composed of three memory layers 12A to 12C as a multilayer structure, but the number of stacked memory layers may be plural, for example, two layers. There may be eight layers.
【0018】メモリ層12A〜12Cの夫々は、矩形状
のメモリセル領域を成すように成膜された薄膜21(例
えば有機薄膜)と、この有機薄膜21を挟んでその表裏
面それぞれに配設されたストライプ状のXストライプ電
極221〜22n及びYストライプ電極231〜23n
とを備える。Xストライプ電極221〜22nはX方向
に沿って複数本、延設され、それらの一端がコンタクト
ホール241〜24nを介してXメモリ層選択スイッチ
部13の1層目選択出力端に夫々電気的に接続されてい
る。一方、Yストライプ電極231〜23nはY方向に
沿って複数本、延設され、それらの一端がコンタクトホ
ール251〜25nを介してYメモリ層選択スイッチ部
15の1層目選択出力端に夫々電気的に接続されてい
る。Each of the memory layers 12A to 12C is provided on a thin film 21 (for example, an organic thin film) formed so as to form a rectangular memory cell region, and on the front and back surfaces of the thin film 21 with the organic thin film 21 interposed therebetween. striped X stripe electrodes 22 1 through 22 n and the Y stripe electrodes 23 1 ~ 23 n
And X stripe electrodes 22 1 through 22 n are plural along the X direction, is extended, the first layer selects the output end of the X memory layer selection switch section 13 one end thereof via the contact hole 24 1 to 24 n Each is electrically connected. On the other hand, Y stripe electrodes 23 1 ~ 23 n are plural along the Y direction, is extended, the first layer selects the output of the Y memory layer selection switch section 15 one end thereof via the contact hole 25 1 to 25 n Each end is electrically connected.
【0019】有機薄膜21は、Xストライプ電極及びY
ストライプ電極間に印加される電界強度がある閾値を超
えるとインピーダンス(電圧対電流特性)が変化し、且
つ、印加電界を0にしてもインピーダンスが変化しない
特性を有する材料で構成されている。従って、有機薄膜
21のハイインピーダンス状態とローインーダンス状態
に対応してそれぞれ"0"或いは"1"を割り当てれば不揮
発性メモリを実現することができる。このような有機薄
膜21を用いれば、互いに直交するXストライプ電極と
Yストライプ電極の各交点において1つのメモリセル
(単位メモリセル)が形成される。The organic thin film 21 is composed of an X stripe electrode and a Y stripe electrode.
When the intensity of the electric field applied between the stripe electrodes exceeds a certain threshold value, the impedance (voltage-current characteristic) changes, and the impedance is not changed even when the applied electric field is set to zero. Therefore, by assigning “0” or “1” to the high impedance state and the low impedance state of the organic thin film 21, respectively, a nonvolatile memory can be realized. When such an organic thin film 21 is used, one memory cell (unit memory cell) is formed at each intersection of the X stripe electrode and the Y stripe electrode which are orthogonal to each other.
【0020】有機薄膜21のその他の例としては、強誘
電性を有する有機材料を用いることもできる。この有機
材料は自発分極を有し、Xストライプ電極及びYストラ
イプ電極間に印加される電界に応じて分極軸が反転し、
且つ、印加電界を0にしても分極状態が変化しない特性
を有している。従って、有機薄膜21の分極状態に対応
してそれぞれ"0"或いは"1"を割り当てれば不揮発性メ
モリを実現することができる。このような有機薄膜21
を用いれば、互いに直交するXストライプ電極とYスト
ライプ電極の各交点において1つのメモリセル(単位メ
モリセル)が形成される。As another example of the organic thin film 21, an organic material having ferroelectricity can be used. This organic material has spontaneous polarization, and the polarization axis is inverted according to the electric field applied between the X stripe electrode and the Y stripe electrode,
Further, even when the applied electric field is set to 0, the polarization state does not change. Therefore, a nonvolatile memory can be realized by assigning "0" or "1" to the polarization state of the organic thin film 21, respectively. Such an organic thin film 21
Is used, one memory cell (unit memory cell) is formed at each intersection of the X stripe electrode and the Y stripe electrode that are orthogonal to each other.
【0021】このように有機薄膜21及びその表裏面に
形成したXストライプ電極221〜22n、Yストライ
プ電極231〜23nが1組として一体に形成される。
この1層目のメモリ層12Aの上面には平坦化膜26A
が積層されて、この平坦化膜26Aの上面に上述の組と
同等に構成された2層目のメモリ層12Bが一体に形成
される。この2層目のメモリ層12Bの上面には平坦化
膜26Bが積層されて、この平坦化膜26Bの上面に上
述の組と同等に構成された3層目のメモリ層12Cが一
体に形成される。このメモリ層12Cの上面には平坦化
膜26Cが積層されて、メモリの多層構造になってい
る。[0021] Thus the organic thin film 21 and formed on its front and back surfaces X stripe electrodes 22 1 through 22 n, Y stripe electrodes 23 1 ~ 23 n are integrally formed as one set.
A flattening film 26A is formed on the upper surface of the first memory layer 12A.
Are stacked, and a second-layer memory layer 12B having the same configuration as the above-described set is integrally formed on the upper surface of the flattening film 26A. A flattening film 26B is laminated on the upper surface of the second memory layer 12B, and a third memory layer 12C having the same configuration as the above-described set is integrally formed on the upper surface of the flattening film 26B. You. A flattening film 26C is stacked on the upper surface of the memory layer 12C to form a memory multilayer structure.
【0022】2層目及び3層目のメモリ層12B,12
C夫々の複数本のXストライプ電極も、図2に示す如
く、コンタクトホール271〜27n及び281〜28
nを介してXメモリ層選択スイッチ部13の2層目、3
層目のスイッチ出力端に夫々電気的に接続されている。
このコンタクト構造はYメモリ層選択スイッチ部15に
ついても同様である。The second and third memory layers 12B and 12B
As shown in FIG. 2, each of the plurality of X stripe electrodes C also has contact holes 27 1 to 27 n and 28 1 to 28 n.
n , the second layer of the X memory layer selection switch unit 13,
Each layer is electrically connected to a switch output terminal.
This contact structure is the same for the Y memory layer selection switch section 15.
【0023】Xメモリ層選択スイッチ部13及びYメモ
リ層選択スイッチ部15は、制御回路17からのメモリ
層選択信号S1〜S3に応答してメモリ層12A〜12
Cを択一的に選択するTFT(薄膜トランジスタ)など
の電子スイッチを層数及び各方向の電極数に応じて備え
ている。The X memory layer selection switch section 13 and the Y memory layer selection switch section 15 respond to the memory layer selection signals S1 to S3 from the control circuit 17 to store the memory layers 12A to 12A.
An electronic switch such as a TFT (thin film transistor) for selectively selecting C is provided according to the number of layers and the number of electrodes in each direction.
【0024】これらのスイッチ部13、15の電気回路
系を部分的に図3に示す。同図に示す如く、X周辺回路
14からの1番目のワード線は3本に分岐し、それぞれ
の途中にTFTなどの電子スイッチ131A〜131C
が挿入されている。この電子スイッチ131A〜131
Cの出力端は、前述したコンタクトホール241、27
1、281を介して、夫々、1層目〜3層目のメモリ層
12A〜12Cの1番目のXストライプ電極221に電
気的に接続されている。X周辺回路14の2番目以降の
ワード線についても、上述同様に構成され、電子スイッ
チ132A(…13nA)〜132C(…13nC)を
介して2番目以降のストライプ電極222(…22n)
に電気的に接続されている。このため、電子スイッチ1
31A〜13nCは、3つのメモリ層選択信号S1〜S
3の何れかを受けて切り換えられる3つのスイッチ群S
X1〜SX3に分類される。FIG. 3 partially shows an electric circuit system of these switch units 13 and 15. As shown in the figure, the first word line from the X peripheral circuit 14 branches into three lines, and electronic switches 131A to 131C such as TFTs are provided in the middle of each line.
Is inserted. The electronic switches 131A to 131A
The output terminal of C is connected to the contact holes 241 and 27 described above.
1, and 281 are electrically connected to the first X stripe electrodes 221 of the first to third memory layers 12A to 12C, respectively. The second and subsequent word lines of the X peripheral circuit 14 are configured in the same manner as described above, and the second and subsequent stripe electrodes 222 (... 22n) via the electronic switches 132A (... 13nA) to 132C (.
Is electrically connected to the Therefore, the electronic switch 1
31A to 13nC are three memory layer selection signals S1 to S
Three switch groups S that can be switched in response to any of
X1 to SX3.
【0025】一方、Y周辺回路16からの1番目のビッ
ト線は3本に分岐し、それぞれの途中にTFTなどの電
子スイッチ151A〜151Cが挿入されている。この
電子スイッチ151A〜151Cの出力端は、前述した
コンタクトホール(251など)を介して、夫々、1層
目〜3層目のメモリ層12A〜12Cの1番目のYスト
ライプ電極231に電気的に接続されている。Y周辺回
路16の2番目以降のビット線についても、上述同様に
構成され、電子スイッチ152A(…15nA)〜15
2C(…15nC)を介して2番目以降のストライプ電
極232(…23n)に電気的に接続されている。この
ため、電子スイッチ151A〜15nCは、3つのメモ
リ層選択信号S1〜S3の何れかを受けて切り換えられ
る3つのスイッチ群SY1〜SY3に分類される。On the other hand, the first bit line from the Y peripheral circuit 16 is branched into three, and electronic switches 151A to 151C such as TFTs are inserted in the middle of each line. The output terminals of the electronic switches 151A to 151C are electrically connected to the first Y stripe electrodes 231 of the first to third memory layers 12A to 12C via the above-described contact holes (such as 251). It is connected. The second and subsequent bit lines of the Y peripheral circuit 16 are configured in the same manner as described above, and the electronic switches 152A (...
It is electrically connected to the second and subsequent stripe electrodes 232 (... 23n) through 2C (... 15nC). Therefore, the electronic switches 151A to 15nC are classified into three switch groups SY1 to SY3 that can be switched by receiving any one of the three memory layer selection signals S1 to S3.
【0026】X周辺回路14及びY周辺回路16は、夫
々、メモリ層12A〜12Cの夫々へのアドレッシング
を行ってデコーダの読出し・書込み等を行うデータ及び
ドライバを備えている。X周辺回路14の各ワード線は図
3に示す如く3分岐して、各分岐路がXメモリ層選択ス
イッチ部13の各スイッチ群SX1(〜SX3)の電子
スイッチ131A(〜13nC)を介して各Xストライ
プ電極221(〜22n)に電気的に接続されている。
一方、Y周辺回路16の各ビット線も図3に示す如く3
分岐して、各分岐路がYメモリ層選択スイッチ部15の
各スイッチ群SY1(〜SY3)の電子スイッチ151
A(〜15nC)を介して各Yストライプ電極231
(〜23n)に電気的に接続されている。Each of the X peripheral circuit 14 and the Y peripheral circuit 16 includes data and a driver for performing addressing to each of the memory layers 12A to 12C to perform reading / writing of a decoder. Each word line of the X peripheral circuit 14 branches into three as shown in FIG. 3, and each branch path passes through the electronic switch 131A (.about.13nC) of each switch group SX1 (.about.SX3) of the X memory layer selection switch unit 13. Each of the X stripe electrodes 221 (2222n) is electrically connected.
On the other hand, as shown in FIG.
The electronic switch 151 of each switch group SY1 (1SY3) of the Y memory layer selection switch unit 15 is branched.
A (〜15 nC) through each Y stripe electrode 231
(.About.23n).
【0027】X周辺回路14及びY周辺回路16は、ま
た、与えられたメモリセル選択用のアドレス信号をデコ
ーティングするときに、そのデコーティング情報を制御
回路17に送るようになっている。The X peripheral circuit 14 and the Y peripheral circuit 16 send the decoding information to the control circuit 17 when decoding the given address signal for memory cell selection.
【0028】制御回路17は、X周辺回路14及びY周
辺回路16からのデコーティング情報に基づいてメモリ
層選択信号S1〜S3を生成するCPU、論理回路など
を備えている。The control circuit 17 includes a CPU, a logic circuit, and the like that generate memory layer selection signals S1 to S3 based on decoding information from the X peripheral circuit 14 and the Y peripheral circuit 16.
【0029】続いて、本実施形態に係るメモリ装置の製
造方法を説明する。この製造方法は、予め所望の半導体
プロセスで形成しておいた周辺回路14、16、メモリ
層選択スイッチ部13、15、及び制御回路17を、い
わゆる転写法で基板に転写成形するとともに、その転写
された基板に対して平坦化、コンタクトホール形成、及
びメモリ層形成を繰り返して多層化を実現することに特
徴がある。なお、周辺回路14、16、メモリ層選択ス
イッチ部13、15、及び制御回路は、シリコン基板上
に通常の半導体プロセスを用いて作り込んでいってもよ
い。Subsequently, a method of manufacturing the memory device according to the present embodiment will be described. In this manufacturing method, the peripheral circuits 14 and 16, the memory layer selection switch sections 13 and 15, and the control circuit 17, which have been formed in a desired semiconductor process in advance, are transferred to a substrate by a so-called transfer method, and the transfer is performed. It is characterized in that the flattening, the formation of the contact holes, and the formation of the memory layer are repeated on the finished substrate to realize a multilayer structure. Note that the peripheral circuits 14 and 16, the memory layer selection switch sections 13 and 15, and the control circuit may be formed on a silicon substrate by using a normal semiconductor process.
【0030】この製造方法によって、メモリ装置は、そ
のメモリ層が多層化され、周辺回路14、16、メモリ
層選択スイッチ部13、15、及び制御回路17が同一
層に形成される。メモリ層を多層化した場合でも、メモ
リ層選択スイッチ部13、15を設けることで、周辺回
路14、16がX方向、Y方向について、各々、1系統
で済むという効果がある。According to this manufacturing method, the memory device has a multi-layered memory layer, and the peripheral circuits 14 and 16, the memory layer selection switch sections 13 and 15, and the control circuit 17 are formed in the same layer. Even when the memory layers are multi-layered, the provision of the memory layer selection switch sections 13 and 15 has an effect that the peripheral circuits 14 and 16 can be provided in one system in each of the X direction and the Y direction.
【0031】以下、この製造方法を詳細に説明する。ま
ず、図4を参照して周辺回路14、16、メモリ層選択
スイッチ部13、15、及び制御回路17(同図では、
参照符号「14〜17」で表す)の製造工程について説
明する。Hereinafter, this manufacturing method will be described in detail. First, referring to FIG. 4, the peripheral circuits 14 and 16, the memory layer selection switch sections 13 and 15, and the control circuit 17 (in FIG.
The manufacturing process denoted by reference numerals “14 to 17” will be described.
【0032】まず、同図(A)に示すように、剥離層4
0を介して基台39上に周辺回路等14〜17を製造す
る。First, as shown in FIG.
Peripheral circuits and the like 14 to 17 are manufactured on the base 39 via the “0”.
【0033】基台39は照射光が透過しうる透光性を有
するものであって、周辺回路等14〜17を製造するた
めの半導体プロセスに対する耐熱性および耐食性を備え
る材料から構成される。照射光の透過率は10%以上で
あることが好ましく、50%以上であることがより好ま
しい。透過率が低すぎると照射光の減衰が大きくなり、
剥離層40を剥離させるのにより大きなエネルギーを要
するからである。The base 39 has a light-transmitting property through which irradiation light can pass, and is made of a material having heat resistance and corrosion resistance to a semiconductor process for manufacturing the peripheral circuits 14 to 17. The transmittance of the irradiation light is preferably at least 10%, more preferably at least 50%. If the transmittance is too low, the attenuation of the irradiation light will increase,
This is because a larger energy is required to peel off the peeling layer 40.
【0034】基台39の耐熱性については、半導体プロ
セスによって、例えば400℃〜900℃以上となるこ
とがあるため、これらの温度に耐えられる性質を備えて
いることが好ましい。基台39が耐熱性に優れていれ
ば、周辺回路等14〜17の製造条件において、温度設
定が自由に行えるからである。基台39はその歪点が周
辺回路等14〜17の製造プロセスの最高温度以上の材
料の構成されていることが好ましい。具体的には、歪点
が350℃以上であることが好ましく、500℃以上で
あることがさらに好ましい。このような材料としては、
例えば、石英ガラス、ソーダガラス、コーニング705
9、日本電気ガラスOA―2等の耐熱性ガラスがある。
特に、石英ガラスは、耐熱性に優れる。The heat resistance of the base 39 may be, for example, 400 ° C. to 900 ° C. or more depending on the semiconductor process. Therefore, it is preferable that the base 39 has a property that can withstand these temperatures. If the base 39 is excellent in heat resistance, the temperature can be freely set under the manufacturing conditions of the peripheral circuits 14 to 17. The base 39 is preferably made of a material whose strain point is equal to or higher than the maximum temperature of the manufacturing process of the peripheral circuits 14 to 17. Specifically, the strain point is preferably 350 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher. Such materials include:
For example, quartz glass, soda glass, Corning 705
9. There is a heat-resistant glass such as NEC Glass OA-2.
In particular, quartz glass is excellent in heat resistance.
【0035】その歪点は、通常のガラスが400℃〜6
00℃であるのに対し、1000℃である。基台39の
厚さに大きな制限はないが、0.1mm〜5mm程度で
あることが好ましく、さらには0.5mm〜1.5mm
であることがより好ましい。基台39の厚さが薄すぎる
と強度の低下を招き、逆に厚すぎると、基台39の透過
率が低い場合に照射光の減衰を招くからである。ただ
し、基台39の照射光の透過率が高い場合には、前記上
限値を越えてその厚みを厚くすることができる。また、
照射光を均等に剥離層に届かせるために、基台39の厚
みは均一であることが好ましい。The strain point is such that ordinary glass is 400 ° C. to 6 ° C.
It is 1000 ° C, while it is 00 ° C. The thickness of the base 39 is not particularly limited, but is preferably about 0.1 mm to 5 mm, and more preferably 0.5 mm to 1.5 mm.
Is more preferable. If the thickness of the base 39 is too small, the strength is reduced. On the other hand, if the thickness of the base 39 is too small, the irradiation light is attenuated when the transmittance of the base 39 is low. However, when the transmittance of the irradiation light of the base 39 is high, the thickness can be increased beyond the upper limit. Also,
It is preferable that the thickness of the base 39 is uniform so that the irradiation light can reach the release layer evenly.
【0036】一方、剥離層40は、レーザ光等の照射光
により層内や界面において剥離(「層内剥離」または
「界面剥離」ともいう)を生ずる薄膜である。この剥離
層40に一定強度の光を照射することにより、剥離層4
0を構成する原子または分子における原子間または分子
間の結合力が消失しまたは減少し、アブレーション(abl
ation)等を生じ、剥離を起こすものである。また、照射
光の照射により、剥離層40から気体が放出され、分離
に至る場合もある。剥離層40に含有されていた成分が
気体となって放出され分離に至る場合と、剥離層40が
光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に
至る場合とがある。On the other hand, the peeling layer 40 is a thin film in which peeling (also referred to as "intralayer peeling" or "interfacial peeling") occurs in a layer or at an interface by irradiation light such as laser light. By irradiating the release layer 40 with light of a constant intensity, the release layer 4
The interatomic or intermolecular bonding force in the atoms or molecules constituting 0 disappears or decreases, and ablation (abl
ation) and the like, causing peeling. Further, the irradiation with the irradiation light may release a gas from the peeling layer 40 to cause separation. There are a case where the component contained in the release layer 40 is released as a gas to be separated and a case where the release layer 40 absorbs light to become a gas and the vapor is released to be separated.
【0037】このような剥離層40の組成としては、
(1)非晶質シリコン、(2)酸化ケイ素若しくはケイ
酸化合物、酸化チタン若しくはチタン酸化合物、酸化ジ
ルコニウム若しくはジルコン酸化合物、酸化ランタン若
しくはランタン酸化合物等の各種酸化物セラミックス、
または誘電体あるいは半導体、(3)窒化ケイ素、窒化
アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス、(4)有
機高分子材料、(5)金属が考えられる。The composition of the release layer 40 is as follows:
Various oxide ceramics such as (1) amorphous silicon, (2) silicon oxide or silicate compound, titanium oxide or titanate compound, zirconium oxide or zirconate compound, lanthanum oxide or lanthanum compound,
Alternatively, dielectrics or semiconductors, (3) nitride ceramics such as silicon nitride, aluminum nitride, and titanium nitride, (4) organic polymer materials, and (5) metals can be considered.
【0038】この場合、非晶質シリコンには水素が含有
されていてもよい。水素の含有量は、2at%程度以上
であることが好ましく、2at%〜20at%であるこ
とがさらに好ましい。水素が含有されていると、光の照
射により水素が放出されることにより剥離層40に内圧
が発生し、これが剥離を促進するからである。水素の含
有量は、成膜条件、例えば、CVD法を用いる場合に
は、そのガス組成、ガス圧力、ガス雰囲気、ガス流量、
ガス温度、基板温度、投入する光のパワー等の条件を適
宜設定することによって調整する。In this case, the amorphous silicon may contain hydrogen. The content of hydrogen is preferably about 2 at% or more, more preferably 2 at% to 20 at%. This is because, when hydrogen is contained, hydrogen is released by light irradiation to generate an internal pressure in the peeling layer 40, which promotes peeling. The hydrogen content is determined according to film formation conditions, for example, when using a CVD method, its gas composition, gas pressure, gas atmosphere, gas flow rate,
The adjustment is performed by appropriately setting conditions such as a gas temperature, a substrate temperature, and a power of light to be input.
【0039】また、酸化珪素としては、SiO、SiO
2、Si3O2が挙げられる。珪酸化合物としては、例
えばK2Si3、Li2SiO3、CaSiO3、Zr
SiO4、Na2SO3が挙げられる。酸化チタンとし
ては、TiO、Ti2O3、TiO2が挙げられる。チ
タン酸化合物としては、例えば、BaTiO4、BaT
iO3、CaTiO3、SrTiO3、PbTi3,M
gTiO3、ZrTi 2,SnTiO4,Al2T
i5,FeTiO3、BaTi5O11、が挙げられ
る。酸化ジルコニウムとしては、ZrO2が挙げられ
る。ジルコン酸化合物としては、例えば、BaZr
O3、ZrSiO4、PbZrO3、MgZrO3、K
2ZrO3が挙げられる。As the silicon oxide, SiO, SiO
2, Si3O2Is mentioned. Examples of silicate compounds include
For example, K2Si3, Li2SiO3, CaSiO3, Zr
SiO4, Na2SO3. As titanium oxide
TiO, Ti2O3, TiO2Is mentioned. H
As the tanoic acid compound, for example, BaTiO4, BaT
iO3, CaTiO3, SrTiO3, PbTi3, M
gTiO3, ZrTi 2, SnTiO4, Al2T
i5, FeTiO3, BaTi5O11,
You. Examples of zirconium oxide include ZrO2.
You. As the zirconate compound, for example, BaZr
O3, ZrSiO4, PbZrO3, MgZrO3, K
2ZrO3Is mentioned.
【0040】有機高分子材料としては、―CH2−、−
CO−(ケトン)、−CONH−(アミド)、−NH−
(イミド)、−COO−(エステル)、−N=N−(ア
ゾ)、−CH=N−(シフ)等の結合(光の照射により
これらの原子間結合が切断される)を有するもの、特
に、これらの結合を多く有するものであれば、他の組成
であってもよい。As the organic polymer material, -CH 2 -,-
CO- (ketone), -CONH- (amide), -NH-
(Imido), -COO- (ester), -N = N- (azo), -CH = N- (shif) or the like (these interatomic bonds are broken by light irradiation); In particular, other compositions may be used as long as they have many of these bonds.
【0041】また、有機高分子材料は、構成式中に、芳
香族炭化水素(1または2以上のベンゼン環またはその
縮合環)を有するものであってもよい。このような有機
高分子材料の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート(PMM
A)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエ
ーテルスルホン(PES)、エポキシ樹脂等が挙げられ
る。The organic polymer material may have an aromatic hydrocarbon (one or more benzene rings or a condensed ring thereof) in the structural formula. Specific examples of such organic polymer materials include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyimides, polyamides, polyesters, polymethyl methacrylates (PMM
A), polyphenylene sulfide (PPS), polyether sulfone (PES), epoxy resin and the like.
【0042】金属としては、例えば、Al、Li、T
i、Mn,In,Sn,Y,La,Ce,Nd,Pr,
Gd若しくはSm、またはこれらのうち少なくとも一種
を含む合金が挙げられる。As the metal, for example, Al, Li, T
i, Mn, In, Sn, Y, La, Ce, Nd, Pr,
Gd or Sm, or an alloy containing at least one of them is given.
【0043】剥離層40の厚さとしては、1nm〜20
μm程度であるのが好ましく、10nm〜2μm程度で
あるのがより好ましく、40nm〜1μm程度であるの
がさらに好ましい。剥離層40の厚みが薄すぎると、形
成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生ずるか
らであり、反対に、厚すぎると、剥離に必要とされる照
射光のパワー(光量)を大きくする必要があったり、ま
た、剥離後に残された剥離層の残渣を除去するのに時間
を要したりするからである。The thickness of the release layer 40 is 1 nm to 20 nm.
It is preferably about μm, more preferably about 10 nm to 2 μm, and still more preferably about 40 nm to 1 μm. If the thickness of the peeling layer 40 is too thin, the uniformity of the formed film thickness is lost and the peeling becomes uneven. Conversely, if the thickness is too thick, the power (light amount) of the irradiation light required for the peeling is ) Needs to be increased, and it takes time to remove the residue of the peeling layer left after the peeling.
【0044】剥離層40の形成方法は、均一な厚みで剥
離層を形成可能な方法であればよく、剥離層40の組成
や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能であ
る。例えば、CVD(MOCVD、低圧CVD、ECR
―CVD含む)法、蒸着、分子線蒸着(MB)、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法、PVD法等の各
種気相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ(ディッピン
グ)、無電解メッキ法等の各種メッキ法、ラングミュア
・ブロジェット(LB)法、スピンコート、スプレーコ
ート法、ロールコート法等の塗布法、各種印刷法、転写
法、インクジェット法、粉末ジェット法等に適用でき
る。これらのうち2種以上の方法を組み合わせてもよ
い。The method of forming the release layer 40 may be any method that can form the release layer with a uniform thickness, and can be appropriately selected according to various conditions such as the composition and thickness of the release layer 40. For example, CVD (MOCVD, low pressure CVD, ECR
-Including CVD), vapor deposition, molecular beam deposition (MB), sputtering, ion plating, PVD, etc., various vapor deposition methods, electroplating, immersion plating (dipping), electroless plating, etc. The present invention can be applied to a coating method such as a plating method, a Langmuir-Blodgett (LB) method, a spin coating method, a spray coating method, a roll coating method, various printing methods, a transfer method, an ink jet method, a powder jet method and the like. Two or more of these methods may be combined.
【0045】特に剥離層40の組成が非晶質シリコンの
場合には、CVD、特に低圧CVDやプラズマCVDに
より成膜するのが好ましい。また剥離層10をゾル・ゲ
ル法によりセラミックを用いて成膜する場合や有機高分
子材料で構成する場合には、塗布法、特にスピンコート
により成膜することが好ましい。In particular, when the composition of the release layer 40 is amorphous silicon, it is preferable to form the film by CVD, especially low pressure CVD or plasma CVD. In the case where the release layer 10 is formed using a ceramic by a sol-gel method or when the release layer 10 is formed of an organic polymer material, it is preferable to form the film by a coating method, particularly, spin coating.
【0046】周辺回路等14〜17は、周知の半導体プ
ロセス、例えば、有機シラン(TEOS)及び酸素を反
応ガスとして用いたプラズマCVD法による酸化シリコ
ン膜の成膜、減圧CVD法を用いたSiH4の熱分解に
よるシリコン層(デバイス形成層)の形成、ゲート絶縁
膜の形成、不純物イオンの打ち込みや所望の配線工程等
を経たプロセスで製造される。これにより、TFT等の
各種半導体素子から構成される周辺回路等14〜17が
製造される。The peripheral circuits 14 to 17 are formed by a known semiconductor process, for example, formation of a silicon oxide film by a plasma CVD method using organic silane (TEOS) and oxygen as a reaction gas, and SiH 4 by a low pressure CVD method. It is manufactured by a process including formation of a silicon layer (device formation layer) by thermal decomposition, formation of a gate insulating film, implantation of impurity ions, a desired wiring step, and the like. As a result, peripheral circuits 14 to 17 composed of various semiconductor elements such as TFTs are manufactured.
【0047】次いで、図4(B)に示すように、基台3
9の裏面から光を照射し、周辺回路等14〜17を基台
39から剥離する。照射光としては、剥離層40に層内
剥離および/または界面剥離を起こさせるものであれば
いかなるものでもよく、例えば、X線、紫外線、可視
光、赤外線(熱線)、レーザ光、ミリ波、マイクロ波等
の各波長の光が適用できる。また電子線であっても放射
線(α線、β線、γ線)等であってもよい。それらの中
でも、剥離層にアブレーションを生じさせ易いという点
で、レーザ光が好ましい。Next, as shown in FIG.
Light is irradiated from the back surface of the substrate 9 to peel off the peripheral circuits 14 to 17 from the base 39. Irradiation light may be any as long as it causes in-layer peeling and / or interfacial peeling of the peeling layer 40, such as X-ray, ultraviolet light, visible light, infrared light (heat ray), laser light, millimeter wave, Light of each wavelength such as a microwave can be applied. Further, it may be an electron beam or a radiation (α ray, β ray, γ ray) or the like. Among them, a laser beam is preferable in that ablation easily occurs in the peeling layer.
【0048】このレーザ光を発生させるレーザ装置とし
ては、各種気体レーザ、個体レーザ(半導体レーザ)等
が挙げられるが、特にエキシマレーザ、Nd−YAGレ
ーザ、アルゴンレーザ、CO2レーザ、COレーザ、H
e−Neレーザ等が好ましく、その中でもエシキマレー
ザが特に好ましい。エキシマレーザは、短波長域で高エ
ネルギーを出力するため、極めて短時間で剥離層40に
アブレーションを生じさせることができる。このため隣
接する層や近接する層に温度上昇を生じさせることがほ
とんどなく、層の劣化や損傷を可能な限り少なくして剥
離を達成することができる。As a laser device for generating this laser beam, various gas lasers, solid lasers (semiconductor lasers) and the like can be mentioned. In particular, excimer laser, Nd-YAG laser, argon laser, CO 2 laser, CO laser, H
An e-Ne laser or the like is preferable, and among them, an escimer laser is particularly preferable. Since the excimer laser outputs high energy in a short wavelength range, the exfoliation layer 40 can ablate in a very short time. Therefore, there is almost no rise in the temperature of the adjacent layer or the adjacent layer, and the delamination can be achieved while minimizing the deterioration and damage of the layer.
【0049】剥離層40に、アブレーションを生じる波
長依存性がある場合、照射されるレーザ光の波長は、1
00nm〜350nm程度であることが好ましい。剥離
層40に、ガス放出、気化または昇華等の層変化を起こ
させるためには、照射されるレーザ光の波長は、350
nm〜1200nm程度であることが好ましい。When the peeling layer 40 has a wavelength dependency that causes ablation, the wavelength of the laser light to be irradiated is 1
It is preferably about 00 nm to 350 nm. In order to cause the release layer 40 to undergo a layer change such as gas release, vaporization, or sublimation, the wavelength of the laser light to be applied is 350
It is preferably about nm to 1200 nm.
【0050】また、照射されるレーザ光のエネルギー密
度は、エキシマレーザの場合、10mJ/cm2〜50
00mJ/cm2程度が好ましく、特に100mJ/c
m2〜5299mJ/cm2程度がより好ましい。照射
時間は1nsec〜1000nsec程度とするのが好
ましく、10nsec〜100nsec程度とするのが
より好ましい。エネルギー密度が低いか照射時間が短い
と、十分なアブレーションが生ぜず、エネルギー密度が
高いか照射時間が長いと、剥離層40を透過した照射光
により、周辺回路等14〜17へ悪影響を及ぼすことが
ある。In the case of an excimer laser, the energy density of the laser beam to be irradiated is 10 mJ / cm 2 to 50 mJ / cm 2.
It is preferably about 100 mJ / cm 2 , especially 100 mJ / c.
It is more preferably about m 2 to 5299 mJ / cm 2 . The irradiation time is preferably about 1 nsec to 1000 nsec, and more preferably about 10 nsec to 100 nsec. If the energy density is low or the irradiation time is short, sufficient ablation does not occur, and if the energy density is high or the irradiation time is long, the irradiation light transmitted through the release layer 40 adversely affects peripheral circuits 14 to 17. There is.
【0051】光の照射は、その強度が均一となるように
照射するのが好ましい。光の照射方向は、剥離層40に
対し垂直な方向に限らず、剥離層40に対し所定角傾斜
した方向であってもよい。また、剥離層40の面積が照
射光1回の照射面積より大きい場合には、剥離層40全
領域に対し、複数回に分け光を照射してもよい。また、
同一箇所に複数回照射してもよい。また、異なる種類、
異なる波長(波長域)の光を同一領域または異なる領域
に複数回照射してもよい。The light irradiation is preferably performed so that the intensity becomes uniform. The light irradiation direction is not limited to the direction perpendicular to the release layer 40, and may be a direction inclined at a predetermined angle with respect to the release layer 40. When the area of the peeling layer 40 is larger than the irradiation area of one irradiation light, the entire area of the peeling layer 40 may be irradiated with the light in a plurality of times. Also,
The same location may be irradiated several times. Also different types,
The same region or different regions may be irradiated with light of different wavelengths (wavelength regions) a plurality of times.
【0052】次に、図5〜6を参照して、多層構造のメ
モリ装置(メモリセル部は単純マトリクス型メモリ素子
を成す)の製造工程について説明する。図5の(A)〜
(E)の各工程図は、図6の(A)〜(E)の工程図夫
々に対応し、図6はメモリセル部の製造工程断面図であ
る。Next, with reference to FIGS. 5 and 6, a description will be given of a manufacturing process of a memory device having a multilayer structure (the memory cell portion forms a simple matrix type memory element). (A) of FIG.
6E correspond to the process diagrams of FIGS. 6A to 6E, respectively, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the memory cell portion.
【0053】まず、図5(A)及び図6(A)に示すよ
うに、図4(B)に示した如く、基台39から剥離した
周辺回路等14〜17を基板11に転写形成する。基板
11は後述する平坦化膜、有機薄膜、Xストライプ電極
及びYストライプ電極の形成工程において、耐熱性、耐
侵食性などを備え、所望の機械的強度を有する材質であ
れば、特に限定されるものではなく、プラスチック基
板、石英基板などを使用することができる。First, as shown in FIGS. 5A and 6A, the peripheral circuits 14 to 17 peeled off from the base 39 are transferred and formed on the substrate 11 as shown in FIG. 4B. . The substrate 11 is not particularly limited as long as it has heat resistance, erosion resistance, and the like and has a desired mechanical strength in a later-described step of forming a flattening film, an organic thin film, an X stripe electrode, and a Y stripe electrode. Instead, a plastic substrate, a quartz substrate, or the like can be used.
【0054】続いて、図5(B)及び図6(B)に示す
ように、基板11上のメモリセル領域及び周辺回路等1
4〜17を含む領域に平坦化膜18を形成し、さらに、
Xメモリ層選択スイッチ部13と後に形成されるn本の
Xストライプ電極との接続端子位置に合わせてn個のコ
ンタクトホール24を各メモリ層に対して形成する。ま
た同時にYメモリ層選択スイッチ部15と後に形成され
るn本のYストライプ電極との接続端子位置に合わせて
n個のコンタクトホールを各メモリ層に対して形成す
る。Subsequently, as shown in FIGS. 5B and 6B, the memory cell region and the peripheral circuit
A flattening film 18 is formed in a region including 4 to 17, and further,
N contact holes 24 are formed for each memory layer in accordance with the connection terminal positions between the X memory layer selection switch section 13 and the n X stripe electrodes formed later. At the same time, n contact holes are formed for each memory layer in accordance with the connection terminal positions of the Y memory layer selection switch section 15 and the n Y stripe electrodes formed later.
【0055】平坦化膜18は基板11上に転写形成され
た周辺回路等14〜と基板11との段差を吸収し、周辺
回路等14〜17とXストライプ電極及びYストライプ
電極との接続を可能にするために設けられる薄膜であ
り、絶縁性を有する薄膜であれば特に限定されるもので
はない。平坦化膜18として例えばポリイミド膜を成膜
するには、リソグラフィ法や印刷法などの任意の方法を
選択できる。リソグラフィ法を使用する場合は、スピン
コート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、
ディップコートなど所定の方法で有機材料を塗布すれば
よい。また、平坦化膜18として例えばシリコン酸化膜
を成膜する場合は、有機シラン(TEOS)及び酸素を
反応ガスとして用いたプラズマCVD法などにより成膜
することができ、シリコン窒化膜を成膜する場合は、シ
ラン系ガス及び窒素を反応ガスとして用いたプラズマC
VD法などにより成膜することができる。The flattening film 18 absorbs a step between the substrate 11 and the peripheral circuits 14 to 17 transcribed and formed on the substrate 11 and enables connection between the peripheral circuits 14 to 17 and the X stripe electrode and the Y stripe electrode. The thickness is not particularly limited as long as it is a thin film having an insulating property. To form a polyimide film, for example, as the flattening film 18, an arbitrary method such as a lithography method or a printing method can be selected. When using the lithography method, spin coating, spray coating, roll coating, die coating,
The organic material may be applied by a predetermined method such as dip coating. When a silicon oxide film is formed as the flattening film 18, for example, a silicon nitride film can be formed by a plasma CVD method using organic silane (TEOS) and oxygen as a reaction gas. In this case, a plasma C using a silane-based gas and nitrogen as a reaction gas is used.
The film can be formed by a VD method or the like.
【0056】次いで、図5(C)及び図6(C)に示す
ように、1層目のコンタクトホール241〜24nに接
続するn本のXストライプ電極221〜22nをメモリ
セル領域にわたって形成する。このXストライプ電極を
形成するには、例えば、Al、RuO2、Pt、IrO
2、YBa2Cu3O7、OsO2、MoO2、ReO
2、WO2、Au、Ag、In、In−Ga合金、Ga
などの導電性材料の微粒子を適当な溶媒に溶かして導電
性材料液(電極材料液)を調整し、インクジェット式記
録ヘッド(流動体吐出ヘッド)を用いてストライプ状に
パターニング塗布すればよい。溶媒として、ブチルカル
ビトールアセテート、3−ジメチル−2−イミタゾリジ
ン、BMA等を用いることができる。インクジェット式
記録ヘッドとしては、圧電体素子の体積変化により所望
の流動体を吐出させるピエゾジェット方式であっても、
熱の印加により急激に蒸気が発生することにより流動体
を吐出させるバブルジェット(登録商標)方式であって
もよい。続いて、塗布された電極材料液を熱処理し、溶
媒成分を蒸発させればn本のXストライプ電極が形成さ
れる。[0056] Then, as shown in FIG. 5 (C) and FIG. 6 (C), 1 layer of the contact hole 24 1-24 of n lines to be connected to the n X stripe electrodes 22 1 through 22 n memory cell area Formed over. To form this X stripe electrode, for example, Al, RuO 2 , Pt, IrO
2 , YBa 2 Cu 3 O 7 , OsO 2 , MoO 2 , ReO
2, WO 2, Au, Ag , In, In-Ga alloy, Ga
A conductive material liquid (electrode material liquid) may be prepared by dissolving fine particles of a conductive material such as a material in an appropriate solvent, and may be patterned and coated in a stripe shape using an ink jet recording head (fluid ejection head). As the solvent, butyl carbitol acetate, 3-dimethyl-2-imitazolidine, BMA, or the like can be used. As an ink jet recording head, even if it is a piezo jet type that discharges a desired fluid by a volume change of a piezoelectric element,
A bubble jet (registered trademark) system in which a fluid is discharged by sudden generation of steam by application of heat may be used. Subsequently, the applied electrode material liquid is subjected to a heat treatment to evaporate the solvent component, thereby forming n X stripe electrodes.
【0057】次いで、図5(D)及び図6(D)に示す
ように、メモリセル領域に有機薄膜21を成膜する。こ
の有機薄膜21はXストライプ電極及びYストライプ電
極間に印加される電界強度がある閾値を超えるとインピ
ーダンス(電圧対電流特性)が変化し、且つ、印加電界
を0にしてもインピーダンスが変化しない特性を有する
材料で構成されている。このような有機薄膜21として
例えば国際公開WO98/58383号公報に開示され
ているCu−TCNQを用いることができる。Next, as shown in FIGS. 5D and 6D, an organic thin film 21 is formed in the memory cell region. This organic thin film 21 has a characteristic that when the electric field intensity applied between the X stripe electrode and the Y stripe electrode exceeds a certain threshold value, the impedance (voltage-current characteristic) changes, and the impedance does not change even when the applied electric field is zero. And a material having As such an organic thin film 21, for example, Cu-TCNQ disclosed in International Publication WO 98/58383 can be used.
【0058】尚、有機薄膜21として強誘電性を有する
有機材料を用いることもできる。この有機材料は自発分
極を有し、Xストライプ電極及びYストライプ電極間に
印加される電界に応じて分極軸が反転し、且つ、印加電
界を0にしても分極状態が変化しない特性を有してい
る。このような有機薄膜21として例えば国際公開WO
99/12170号公報に開示されているビニリデンフ
ルオライド(vinylidenefluoride)とトリフルオロエチ
レン(trifluoroethylene)の共重合体を用いることが
できる。この有機薄膜21を成膜するには上記の有機材
料をPGMEA、シクロヘキサン、カルビトールアセテ
ート等の溶媒に溶かし、これをメモリセル領域にスピン
コートして熱処理すればよい。この熱処理により膜中の
溶媒成分が蒸発し、膜が固化する。また、上記溶媒に湿
潤剤又はバインダとして、グリセリン、ジエチレングリ
コール、エチレングリコール等を必要に応じて加えても
良い。Note that an organic material having ferroelectricity can be used as the organic thin film 21. This organic material has spontaneous polarization, the polarization axis is inverted according to the electric field applied between the X stripe electrode and the Y stripe electrode, and the polarization state does not change even when the applied electric field is zero. ing. As such an organic thin film 21, for example, International Publication WO
A copolymer of vinylidene fluoride (vinylidenefluoride) and trifluoroethylene (trifluoroethylene) disclosed in JP-A-99 / 12170 can be used. In order to form the organic thin film 21, the above-mentioned organic material may be dissolved in a solvent such as PGMEA, cyclohexane, carbitol acetate and the like, and this may be spin-coated on the memory cell region and heat-treated. This heat treatment evaporates the solvent component in the film, and solidifies the film. Further, glycerin, diethylene glycol, ethylene glycol, or the like may be added to the solvent as a wetting agent or a binder as needed.
【0059】次いで、図5(E)及び図6(E)に示す
ように、1層目のn個のコンタクトホール25に接続す
るn本のYストライプ電極231〜23nをメモリセル
領域にわたって形成する。Yストライプ電極はXストラ
イプ電極と同様にインクジェット式記録ヘッドを用いて
パターニング形成すればよい。これにより1層目のメモ
リ層12Aが完成する。この1層目のメモリ層12Aの
上面には、図2に示す如く、更に平坦化膜26Aが作成
されるとともに、Xメモリ層選択スイッチ部13及びY
メモリ層選択スイッチ部15夫々の2層目に対する、各
々n個のコンタクトホール27が平坦化膜26Aに穿設
される。[0059] Then, as shown in FIG. 5 (E) and FIG. 6 (E), the an n Y stripe electrodes 23 1 ~ 23 n to be connected to the first layer of the n contact holes 25 over the memory cell region Form. The Y stripe electrode may be formed by patterning using an ink jet recording head in the same manner as the X stripe electrode. Thus, the first memory layer 12A is completed. As shown in FIG. 2, a flattening film 26A is further formed on the upper surface of the first memory layer 12A, and the X memory layer selection switch section 13 and the Y
For each second layer of the memory layer selection switch section 15, n contact holes 27 are formed in the flattening film 26A.
【0060】この後、上述した図5(C)〜(E)(及
び図6(C)〜(E))のメモリ層形成プロセスを繰り
返して2層目のメモリ層12Bが形成される。この2層
目のメモリ層12Bは1層目のそれに比べて、コンタク
トホール位置が遠くなる分、有機薄膜及びストライプ電
極の領域が周辺回路側に若干延びているが、実質的なメ
モリセル領域は1層目の直上に積層されて成る。Thereafter, the memory layer forming process shown in FIGS. 5C to 5E (and FIGS. 6C to 6E) is repeated to form the second memory layer 12B. In the second memory layer 12B, the region of the organic thin film and the stripe electrode slightly extends to the peripheral circuit side by the distance of the contact hole as compared with that of the first layer, but the substantial memory cell region is It is formed just above the first layer.
【0061】次いで、この2層目のメモリ層12Bの上
面には、図2に示す如く、更に平坦化膜26Bが作成さ
れるとともに、Xメモリ層選択スイッチ部13及びYメ
モリ層選択スイッチ部15夫々の3層目に対する、各々
n個のコンタクトホール28が平坦化膜26Bに穿設さ
れる。Next, as shown in FIG. 2, a flattening film 26B is further formed on the upper surface of the second memory layer 12B, and the X memory layer selection switch section 13 and the Y memory layer selection switch section 15 are formed. For each third layer, n contact holes 28 are formed in the flattening film 26B.
【0062】この後、再び上述した図5(C)〜(E)
(及び図6(C)〜(E))のメモリ層形成プロセスを
繰り返して3層目のメモリ層12Cが形成される。この
3層目のメモリ層12Cは2層目のそれに比べて、コン
タクトホール位置が更に遠くなる分、有機薄膜及びスト
ライプ電極の領域が周辺回路側に若干延びているが、実
質的なメモリセル領域は1、2層目の直上に積層されて
成る。この3層目のメモリ層13Bには平坦化膜26C
が形成される。Thereafter, the above-mentioned FIGS.
(And the memory layer forming process of FIGS. 6C to 6E) is repeated to form the third memory layer 12C. In the third memory layer 12C, the area of the organic thin film and the stripe electrode slightly extends to the peripheral circuit side as much as the position of the contact hole is further distant from that of the second memory layer. Is formed immediately above the first and second layers. The flattening film 26C is formed on the third memory layer 13B.
Is formed.
【0063】このように基板11上に積層された積層体の
表面を樹脂等で封止処理すれば、単純マトリクス型メモ
リ素子を用いたメモリ装置が完成する。When the surface of the laminated body laminated on the substrate 11 is sealed with a resin or the like, a memory device using a simple matrix type memory element is completed.
【0064】次に、このメモリ装置の動作を説明する。
アドレス信号がX周辺回路14及びY周辺回路16に送
られてくると、そのアドレスが多層構造のメモリ層に対
応して3次元的にデコーティングされ、3次元アドレス
(x、y、z)が求められる。この内、3次元アドレス
(x、y、z)の内、2次元アドレス(x、y)信号が
X周辺回路14及びY周辺回路16からXメモリ層選択
スイッチ部13及びYメモリ層選択スイッチ部15に送
られる。つまり、X周辺回路14のワード線を介してX
メモリ層選択スイッチ部13にxアドレス信号が送ら
れ、一方、Y周辺回路16のビット線を介してYメモリ
層選択スイッチ部15にyアドレス信号が送られる。Next, the operation of the memory device will be described.
When an address signal is sent to the X peripheral circuit 14 and the Y peripheral circuit 16, the address is three-dimensionally decoded corresponding to the memory layer having a multilayer structure, and the three-dimensional address (x, y, z) is obtained. Desired. Out of the three-dimensional addresses (x, y, z), the two-dimensional address (x, y) signal is transmitted from the X peripheral circuit 14 and the Y peripheral circuit 16 to the X memory layer selection switch unit 13 and the Y memory layer selection switch unit. 15 That is, X through the word line of the X peripheral circuit 14
The x address signal is sent to the memory layer selection switch unit 13, while the y address signal is sent to the Y memory layer selection switch unit 15 via the bit line of the Y peripheral circuit 16.
【0065】また、X周辺回路14及びY周辺回路16
から制御回路17にはエンコーディング情報としてzア
ドレスが渡される。そこで、制御回路17はzアドレス
が1層目〜3層目のメモリ層12A〜12Cの内、何れ
のメモリ層に該当するのかを判断し、該当するメモリ層
を選択するようにメモリ層選択信号S1〜S3をオンオ
フ制御する。The X peripheral circuit 14 and the Y peripheral circuit 16
Therefore, the z address is passed to the control circuit 17 as encoding information. Therefore, the control circuit 17 determines which of the first to third memory layers 12A to 12C the z address corresponds to, and selects a corresponding memory layer by using a memory layer selection signal. On / off control of S1 to S3.
【0066】例えば、zアドレスが1層目メモリ層12
A内のメモリセルに在るならば、選択信号S1をオン且
つ選択信号S2,S3をオフにする。この結果、Xメモ
リ層選択スイッチ部13及びYメモリ層選択スイッチ部
15の夫々において、第1のスイッチ群SX1及びSY
1に属するTFT等の電子スイッチ131A〜13nA
及び151A〜15nAがオンになり、それ以外のスイ
ッチ群SX2,SX3及びSY2,SY3に属する電子
スイッチがオフになる。このオン状態の電子スイッチを
介して1層目のメモリ層12Aにおける所望のXストラ
イプ電極22及びYストライプ電極に2次元アドレス
(x、y)信号が流れる。この結果、所望の3次元アド
レス(x、y、z)に対応した1層目メモリセル12A
内のメモリセルが選択され、データ読出し及びデータ書
込みが行なわれる。For example, if the z address is the first memory layer 12
If there is a memory cell in A, the selection signal S1 is turned on and the selection signals S2 and S3 are turned off. As a result, in each of the X memory layer selection switch section 13 and the Y memory layer selection switch section 15, the first switch groups SX1 and SY
Electronic switches 131A to 13nA such as TFTs belonging to
And 151A to 15nA are turned on, and the other electronic switches belonging to the switch groups SX2 and SX3 and SY2 and SY3 are turned off. A two-dimensional address (x, y) signal flows to desired X-stripe electrodes 22 and Y-stripe electrodes in the first memory layer 12A via the on-state electronic switches. As a result, the first-layer memory cell 12A corresponding to the desired three-dimensional address (x, y, z)
Are selected, and data read and data write are performed.
【0067】zアドレスが2層目メモリ層12B又は3
層目メモリ層12C内に在るときも上述と同様である。When the z address is the second memory layer 12B or 3
The same applies to the case where it is in the second memory layer 12C.
【0068】このように、Xメモリ層選択スイッチ部1
3及びYメモリ層選択スイッチ部15のスイッチ群を選
択することでzアドレスのメモリ層が優先的に選択さ
れ、この選択に準じて、2次元アドレス(x、y)のメ
モリセルが選択される。これにより、最終的に3次元ア
ドレス(x、y、z)に対応した所望メモリセルが選択
され、データの読出し及び書込みが行なわれる。As described above, the X memory layer selection switch unit 1
By selecting a switch group of the 3 and Y memory layer selection switch section 15, the memory layer of the z address is preferentially selected, and the memory cell of the two-dimensional address (x, y) is selected according to this selection. . As a result, a desired memory cell corresponding to the three-dimensional address (x, y, z) is finally selected, and data reading and writing are performed.
【0069】したがって、本実施形態のメモリ装置によ
れば、メモリ層を多層化してメモリ容量を大きくするこ
とができる。例えば8層にすれば、1層のときの8倍と
いう大きなメモリ容量を得ることができる。しかも、そ
のような多層化による大容量化が実現する一方で、マト
リクス状のメモリ層の行、列にメモリ層選択スイッチ部
を夫々介挿し、その制御回路を設けるだけの比較的、簡
単な構成ながら、エンコーディング及びドライブ等を担
う周辺回路を1系列(行、列に対応する1対のみの回
路)で済ますことができる。つまり、従来のように、8
層の多層化メモリ構造にした場合、8系列の周辺回路を
必要とすることはなく、その場合でも、1系列の周辺回
路で済む。これにより、メモリ層の多層化に伴う周辺回
路の回路規模を著しく縮小することができ、8層の場
合、1/8で済む。また、必要な回路面積の小規模化、
及び、製造コストの削減も図ることができる。Therefore, according to the memory device of the present embodiment, the memory capacity can be increased by increasing the number of memory layers. For example, if the number of layers is eight, a memory capacity as large as eight times that of a single layer can be obtained. Moreover, while a large capacity is realized by such multi-layering, a relatively simple configuration in which a memory layer selection switch section is inserted in each of rows and columns of a memory layer in a matrix form and a control circuit is provided for the same. On the other hand, peripheral circuits for encoding, driving, etc., can be arranged in one series (only one pair of circuits corresponding to rows and columns). That is, as in the past, 8
In the case of a multi-layered memory structure with layers, there is no need for eight series of peripheral circuits, and even in that case, only one series of peripheral circuits is required. This makes it possible to significantly reduce the circuit scale of the peripheral circuit accompanying the increase in the number of memory layers. In the case of eight layers, only one-eighth is required. In addition, the required circuit area is reduced,
In addition, manufacturing costs can be reduced.
【0070】また、本実施形態のメモリ装置では、周辺
回路、メモリ層選択スイッチ部、及び制御回路を転写形
成法により同一基板上に形成するので、それらの基板上
への配置、位置決めが容易であること、必要な部分につ
いてのみ作成できること、さらに基板としてプラスチッ
ク基板等の安価な材料を用いることができることに因る
メモリ素子の製造コストの大幅低減を図ることができる
こと、などの有用な効果も得られる。In the memory device of this embodiment, since the peripheral circuit, the memory layer selection switch section, and the control circuit are formed on the same substrate by the transfer forming method, the arrangement and positioning on the substrate are easy. Some useful effects are obtained, such as being able to produce only necessary parts, and being able to significantly reduce the manufacturing cost of memory elements due to the use of inexpensive materials such as plastic substrates as substrates. Can be
【0071】また、周辺回路、メモリ層選択スイッチ
部、及び制御回路を転写成形により載せた基板上に平坦
化膜を成膜するので、転写形成により生じる基板と周辺
回路等との段差を吸収することができ、メモリ層選択ス
イッチ部と各ストライプ電極との安定した物理的接続状
態を確保することができる。Further, since a flattening film is formed on a substrate on which a peripheral circuit, a memory layer selection switch section, and a control circuit are mounted by transfer molding, a step between the substrate and the peripheral circuit caused by the transfer formation is absorbed. As a result, a stable physical connection between the memory layer selection switch section and each stripe electrode can be ensured.
【0072】また、インクジェット式記録ヘッドの解像
度は、例えば400bpiと微細であるため、μmオー
ダーの精度で任意のパターニング塗布が可能である。従
って、メモリ素子の高集積化に対応して各ストライプ電
極の微細なパターニングが可能である。Further, since the resolution of the ink jet recording head is as fine as 400 bpi, for example, any patterning coating can be performed with an accuracy of the order of μm. Therefore, fine patterning of each stripe electrode can be performed in accordance with high integration of the memory element.
【0073】また、従来のリソグラフィ工程で有機薄膜
上にYストライプ電極を形成すると、レジスト塗布、露
光、現像等の工程で有機薄膜にダメージを与える虞があ
るが、本実施形態のようにインクジェット式記録ヘッド
によるパターニング塗布によればそのような問題を解消
することができる。また、従来のリソグラフィ工程で
は、レジスト塗布、露光、現像等の工程を必要としてい
たため、設備投資が大きく保守に手間がかかり、さら
に、エッチング工程で一度塗布した材料を除去するた
め、材料の無駄が多いという問題があったが、本実施形
態によればインクジェット式記録ヘッドで各ストライプ
電極の成膜とパターニングを一度に行えるため、工場の
ような大型設備を必要とせず、さらに材料の無駄を省け
るため、製造コストを下げることができる。If a Y-stripe electrode is formed on an organic thin film by a conventional lithography process, the organic thin film may be damaged in processes such as resist coating, exposure, and development. Such a problem can be solved by patterning coating using a recording head. Further, in the conventional lithography process, steps such as resist coating, exposure, development and the like were required, so that capital investment was large and maintenance was troublesome. Further, since the material once applied in the etching process was removed, material wasted. However, according to the present embodiment, since the film formation and patterning of each stripe electrode can be performed at a time by the ink jet recording head, a large facility such as a factory is not required, and furthermore, the waste of material is reduced. Since it can be omitted, the manufacturing cost can be reduced.
【0074】なお、本発明は上述した実施形態記載のも
のに限定されることなく、さらに、種々の形態に変更す
ることができる。The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be modified in various forms.
【0075】例えば、本実施形態における制御回路を用
いずに、アドレス信号をエンコーディングするX周辺回
路14及びY周辺回路16自体が直接に自前のXメモリ
層選択スイッチ部13及びYメモリ層選択スイッチ部1
5のスイッチ群を選択するようにスイッチ部それぞれ構
成してもよい。For example, without using the control circuit in the present embodiment, the X peripheral circuit 14 and the Y peripheral circuit 16 for encoding the address signal can directly directly switch their own X memory layer selection switch section 13 and Y memory layer selection switch section. 1
The switch units may be configured to select five switch groups.
【0076】[0076]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
層構造のメモリ装置に与えられるアドレス信号をエンコ
ーディングして3次元アドレスを求める機能を有する1
系列の周辺回路と、その3次元アドレスに応じたメモリ
セルを複数枚のメモリ層から選択するスイッチング手段
とを備えたことから、メモリ層を多層化して大容量化を
図ることができ、同時に、その周辺回路は1系列で済む
ので、多層化メモリ層の周辺回路の製造コストを大幅に
低減させることができる。As described above, according to the present invention, there is provided a function having a function of obtaining a three-dimensional address by encoding an address signal applied to a memory device having a multilayer structure.
Since a series peripheral circuit and switching means for selecting a memory cell corresponding to the three-dimensional address from a plurality of memory layers are provided, the memory layers can be multilayered to achieve a large capacity, and at the same time, Since only one peripheral circuit is required, the manufacturing cost of the peripheral circuit of the multi-layered memory layer can be significantly reduced.
【図1】本発明の一実施形態に係るメモリ装置を示す概
略平面図で、図2中のI−I線に沿って見た図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing a memory device according to an embodiment of the present invention, viewed along a line II in FIG. 2;
【図2】本発明の一実施形態に係るメモリ装置を示す概
略断面図で、図2中のIIA−IIA線及びIIB−I
IB線に沿って見た図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a memory device according to an embodiment of the present invention, and is taken along lines IIA-IIA and IIB-I in FIG.
It is the figure seen along the IB line.
【図3】一実施形態に係るメモリ装置のメモリ層選択ス
イッチ部を中心に示す電気的な回路の部分的な図であ
る。FIG. 3 is a partial view of an electric circuit mainly showing a memory layer selection switch unit of the memory device according to the embodiment;
【図4】(A),(B)は周辺回路等の転写形成の工程
の概要を説明する図FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining an outline of a process of forming a transfer of a peripheral circuit and the like;
【図5】(A)〜(E)はメモリ装置の製造工程を説明
する概略斜視図である。FIGS. 5A to 5E are schematic perspective views illustrating manufacturing steps of a memory device.
【図6】(A)〜(E)はメモリ装置の製造工程を説明
する概略断面図である。FIGS. 6A to 6E are schematic cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a memory device.
【図7】従来のメモリ装置における周辺回路の形成状態
を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a state of forming a peripheral circuit in a conventional memory device.
11 基板 12 メモリ部 12A〜12C メモリ層 13 Xメモリ層選択スイッチ部(行方向メモリ層選択
スイッチ部) 131A〜13nC 電子スイッチ 14 X周辺回路 15 Yメモリ層選択スイッチ部(列方向メモリ層選択
スイッチ部) 151A〜15nC 電子スイッチ 16 Y周辺回路 17 制御回路 18 平坦化膜 21 有機薄膜 221〜22n Xストライプ電極 231〜23n Yストライプ電極 241〜24n、251〜25n、271〜27n、2
81〜28n コンタクトホー ル26A〜26C 平坦化膜 39 基台 40 剥離層DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate 12 Memory part 12A-12C memory layer 13 X memory layer selection switch part (row direction memory layer selection switch part) 131A-13nC Electronic switch 14 X peripheral circuit 15 Y memory layer selection switch part (column direction memory layer selection switch part) ) 151A~15nC electronic switch 16 Y peripheral circuit 17 control circuit 18 planarizing film 21 organic thin film 22 1 through 22 n X stripe electrodes 23 1 ~ 23 n Y stripe electrodes 24 1 ~24 n, 25 1 ~25 n, 27 1 ~ 27 n , 2
8 1 to 28 n contact holes 26A to 26C Flattening film 39 Base 40 Release layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/268 H01L 27/10 444C 27/00 301 21/26 E 51/00 27/10 444Z 29/786 29/28 21/336 29/78 613B 627D ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/268 H01L 27/10 444C 27/00 301 21/26 E 51/00 27/10 444Z 29/786 29/28 21/336 29/78 613B 627D
Claims (9)
から成るメモリ層を複数枚積層してメモリ部を形成した
多層構造のメモリ装置において、与えられるアドレス信
号をエンコーディングして3次元アドレスを求める機能
を有する1系列の周辺回路と、前記3次元アドレスに応
じたメモリセルを前記複数枚のメモリ層から選択するス
イッチング手段とを備えたことを特徴とする多層構造の
メモリ装置。In a memory device having a multi-layer structure in which a memory section is formed by laminating a plurality of memory layers composed of a plurality of memory cells arranged two-dimensionally, a given address signal is encoded to encode a three-dimensional address. A memory device having a multi-layer structure, comprising: a series of peripheral circuits having a desired function; and switching means for selecting a memory cell corresponding to the three-dimensional address from the plurality of memory layers.
クス型のメモリ層であって、前記1系列の周辺回路はそ
のメモリ層のマトリクスを成す行及び列に対応して設け
た1対の周辺回路である請求項1記載のメモリ装置。2. The memory layer according to claim 1, wherein each of the plurality of memory layers is a simple matrix type memory layer, and the one series of peripheral circuits includes a pair of peripheral circuits provided corresponding to rows and columns forming a matrix of the memory layer. The memory device according to claim 1, which is a circuit.
ッシブアドレッシング法によりメモリセル選択がなされ
る有機強誘電体薄膜層である請求項2記載のメモリ装
置。3. The memory device according to claim 2, wherein said simple matrix type memory layer is an organic ferroelectric thin film layer whose memory cells are selected by a passive addressing method.
機材料から成る薄膜層である請求項3記載のメモリ装
置。4. The memory device according to claim 3, wherein said organic thin film layer is a thin film layer made of an organic material having ferroelectricity.
記スイッチング手段は、前記複数のメモリ層に対応して
設けた行方向のメモリ層選択スイッチ部及びその列方向
のメモリ層選択スイッチ部と、この両方のスイッチ部に
制御信号を送る制御手段とを備え、前記行方向のメモリ
層選択スイッチ部は、前記複数のメモリ層それぞれを形
成する全メモリセルの行方向の電極に接続され且つ前記
制御信号に応じてオンオフする電子スイッチを備えると
ともに、 前記列方向のメモリ層選択スイッチ部は、前
記複数のメモリ層それぞれを形成する全メモリセルの列
方向の電極に接続され且つ前記制御信号に応じてオンオ
フする電子スイッチを備えるメモリ装置。5. The memory device according to claim 1, wherein said switching means comprises a memory layer selection switch section in a row direction and a memory layer selection switch section in a column direction provided corresponding to said plurality of memory layers. Control means for sending a control signal to both of the switch units, wherein the memory layer selection switch unit in the row direction is connected to a row electrode of all memory cells forming each of the plurality of memory layers, and An electronic switch that is turned on / off in response to a signal; and the column-directional memory layer selection switch unit is connected to column-directional electrodes of all memory cells forming each of the plurality of memory layers, and responds to the control signal. A memory device including an electronic switch that is turned on and off.
なくとも前記周辺回路と前記行方向及び列方向の両方の
メモリ層選択スイッチ部は、同一基板上に形成されてい
るメモリ装置。6. The memory device according to claim 5, wherein at least the peripheral circuit and the memory layer selection switch sections in both the row direction and the column direction are formed on the same substrate.
なくとも前記周辺回路と前記行方向及び列方向の両方の
メモリ層選択スイッチ部は、前記同一基板に転写成形さ
れているメモリ装置。7. The memory device according to claim 6, wherein at least the peripheral circuit and the memory layer selection switch sections in both the row direction and the column direction are transfer-molded on the same substrate.
モリ層夫々のメモリセルを選択するためのメモリ層選択
スイッチ部とを転写形成する工程と、この周辺回路及び
メモリ層選択スイッチ部が転写成形された側の前記基板
上に平坦化膜を形成する工程と、この平坦化膜に前記メ
モリ層選択スイッチ部のスイッチ出力端にコンタクトホ
ールを介して電気的に接続された接続部を形成する工程
と、前記平坦化膜上に単純マトリクス構造のメモリセル
から成るメモリ層を形成する工程と、前記平坦化膜形成
工程、前記接続部形成工程、及び前記メモリ層形成工程
をこの順に前記複数のメモリ層の数だけ繰り返す工程と
を含むことを特徴とする多層構造のメモリ装置の製造方
法。8. A step of transferring and forming at least a peripheral circuit and a memory layer selection switch for selecting a memory cell of each of a plurality of memory layers on a substrate, and the peripheral circuit and the memory layer selection switch are formed by transfer molding. Forming a flattening film on the substrate on the side of the memory, and forming a connection portion electrically connected to a switch output terminal of the memory layer selection switch portion via a contact hole on the flattening film. Forming a memory layer composed of memory cells having a simple matrix structure on the flattening film; and forming the flattening film forming step, the connecting portion forming step, and the memory layer forming step in this order by the plurality of memories. Repeating the process for the number of layers.
転写形成工程は、少なくとも前記周辺回路及び前記メモ
リ層選択スイッチ部を剥離層を介して基台上に形成し、
照射光の照射によって前記剥離層に層内又は界面剥離を
生じさせて、少なくとも前記周辺回路及び前記メモリ層
選択スイッチ部を前記基台から剥離して前記基板上に転
写形成する工程であるメモリ層の製造方法。9. The manufacturing method according to claim 8, wherein in the transfer forming step, at least the peripheral circuit and the memory layer selection switch section are formed on a base via a peeling layer.
A memory layer in which the peeling layer is caused to undergo in-layer or interfacial peeling by irradiation with irradiation light, and at least the peripheral circuit and the memory layer selection switch portion are peeled off from the base and transferred onto the substrate. Manufacturing method.
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---|---|---|---|
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