[发明专利]半导体存储单元及其制造方法以及半导体存储装置

权利要求书

1.一种半导体存储单元，具备由第1场效应晶体管构成的存储器元件和由第2场效应晶体管构成的选择开关元件，所述第1场效应晶体管用铁电体膜构成栅极绝缘膜，所述第2场效应晶体管用顺电体膜构成栅极绝缘膜，其中，

所述铁电体膜和所述顺电体膜隔着由化合物半导体构成的半导体膜而层叠，

在所述铁电体膜侧形成所述第1场效应晶体管的第1栅极电极，

在所述顺电体膜侧与所述第1栅极电极相对置地形成所述第2场效应晶体管的第2栅极电极，

所述半导体膜构成所述第1场效应晶体管以及所述第2场效应晶体管的公共的沟道层。

2.根据权利要求1所述的半导体存储单元，其特征在于，

通过所述铁电体膜的极化状态和施加给所述第2栅极电极的电压，来独立地控制所述半导体膜的沟道电阻。

3.根据权利要求1所述的半导体存储单元，其特征在于，

所述半导体膜由同一导电型的化合物半导体构成。

4.根据权利要求1所述的半导体存储单元，其特征在于，

所述半导体膜由氧化物半导体或者氮化物半导体构成。

5.根据权利要求1所述的半导体存储单元，其特征在于，

所述半导体膜中的载流子仅是电子或者空穴。

6.根据权利要求1所述的半导体存储单元，其特征在于，

所述铁电体膜的容量和所述顺电体膜的容量为大致相同的大小。

7.根据权利要求1所述的半导体存储单元，其特征在于，

通过对所述第2栅极电极施加给定电压从而使所述选择开关元件为截止状态，并且检测根据所述铁电体膜的极化状态而流过所述沟道层的电流，从而进行已写入所述存储器元件的数据的读出。

8.根据权利要求1所述的半导体存储单元，其特征在于，

夹着所述第1栅极电极以及所述第2栅极电极，在所述半导体膜上形成所述第1场效应晶体管以及所述第2场效应晶体管的公共的源极/漏极电极。

9.一种半导体存储单元的制造方法，是权利要求1所述的半导体存储单元的制造方法，其特征在于，包括：

在基板上形成第1栅极电极的工序；

在所述基板上连续形成铁电体膜以及由化合物半导体构成的半导体膜，以覆盖所述第1栅极电极的工序；

在所述半导体膜上形成顺电体膜的工序；和

在所述顺电体膜上且在与所述第1栅极电极相对置的位置形成第2栅极电极的工序。

10.一种半导体存储装置，其串联连接了多个权利要求1所述的半导体存储单元。

11.根据权利要求10所述的半导体存储装置，其特征在于，

所述第2场效应晶体管是常导通型。

12.根据权利要求11所述的半导体存储装置，其特征在于，

通过对该半导体存储单元的第1栅极电极施加给定电压从而使铁电体膜的极化状态发生变化，由此进行向所选择的半导体存储单元的数据写入。

13.一种半导体存储装置，阵列状地排列了多个半导体存储单元，其特征在于，

所述半导体存储单元构成为并联连接由第1场效应晶体管构成的存储器元件和由第2场效应晶体管构成的选择开关元件，所述第1场效应晶体管用铁电体膜构成栅极绝缘膜，所述第2场效应晶体管用顺电体膜构成栅极绝缘膜，

处于在列方向上连接的所述多个半导体存储单元的一端的半导体存储单元连接于接地电位的源极线，处于另一端的半导体存储单元连接于施加写入电压的位线，

在进行了使全部所述半导体存储单元中的所述存储器元件的铁电体膜的极化为同一方向的复位动作后，从离所述源极线近的行开始向离所述位线近的行依次进行向在行方向上连接的所述多个半导体存储单元的数据写入，

在向所选择的行的所述各半导体存储单元写入数据时，对于所述存储器元件的铁电体膜的极化状态，在进行使所述第1场效应晶体管为截止状态的写入时，使所述选择开关元件为截止状态。