(57)【要約】【課題】  従来の強誘電体メモリは不揮発性を利用する強誘電体薄膜がメモリセル毎に孤立している。したがって、不揮発性メモリとして集積度を高める際には強誘電体薄膜も小さな形状に裁断されることとなり、その結果、充分な特性や信頼性が得られず、微細化、高集積化には限界が生ずるという課題があった。【解決手段】  強誘電体薄膜を連続、一体化した構成をとり、かつ複数個の電極で挟み、強誘電体薄膜の中で分極信号を転送する分極転送デバイスと転送方向を選択する分極転送方向選択デバイスを強誘電体メモリのメモリセル群として用いることにより、強誘電体特性を確保し、微細化、高集積化に適した強誘電体メモリを得る。【選択図】    図１
2007201051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体薄膜を下部電極と上部電極で挟んだ第１、第２、第３分極蓄電部と、
強誘電体薄膜を下部電極と上部電極で挟んだ第１、第２、第３分極開閉部と、を有し、
前記第１、第２、第３分極蓄電部の強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極開閉部の強誘電体薄膜とは連続して形成され、
かつ、前記第１、第２分極蓄電部との間に前記第１、第２分極開閉部が配置され、前記第１、第３分極蓄電部との間に前記第１、第３分極開閉部が配置されたことを特徴とする分極転送方向選択デバイス。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１、第２、第３分極蓄電部における下部電極と、前記前記第１、第２、第３分極開閉部における下部電極は連続した共通の電極で形成されたことを特徴とする分極転送方向選択デバイス。
【請求項３】
請求項２において、
前記連続した共通の下部電極は白金からなることを特徴とする分極転送方向選択デバイス。
【請求項４】
請求項１において、
前記強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極蓄電部の上部電極との間、および前記強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極開閉部の上部電極との間に常誘電体からなる絶縁層を設けたことを特徴とする分極転送方向選択デバイス。
【請求項５】
請求項１において、
前記強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極蓄電部の上部電極との間に常誘電体からなる第１絶縁層を設け、また前記強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極開閉部の上部電極との間に常誘電体からなる第２絶縁層を設け、かつ前記第１絶縁層と第２絶縁層とでは誘電率が互いに異なることを特徴とする分極転送方向選択デバイス。
【請求項６】
請求項４において、
前記常誘電体からなる絶縁層は酸化ニッケルからなることを特徴とする分極転送方向選択デバイス。
【請求項７】
請求項１において、
前記強誘電体薄膜はＰＺＴＮ、もしくはＰＺＴ、あるいはＳＢＴからなることを特徴とする分極転送方向選択デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は強誘電体の不揮発性を利用したデバイス分野、殊に強誘電体メモリにおいて、強誘電体の分極をメモリ素子として用いる際にデバイス構成の要素として分極を転送する方向を選択する機能ブロックの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メモリ分野のなかで電気的に書き込み、消去可能な不揮発性メモリの重要性が増している。不揮発性メモリも様々にあるが、高速性、低電圧特性、低消費電力の観点から強誘電体メモリが注目されている。
【０００３】
たとえば図３４に示すように強誘電体薄膜３４４０を電極３４４１と電極３４４２の間に挟み、強誘電体コンデンサ３４４９を形成し、メモリセルの一要素として用いる。更に図３５のように絶縁ゲート電界効果型トランジスタ３５１２と強誘電体コンデンサ３５１１と組み合わせてメモリセルとし、ワード線３５１３、ビット線３５１４、プレート線３５１５とともにメモリセル群を行列状に構成した、いわゆる１Ｔ１Ｃ（１トランジスタと１コンデンサ）の強誘電体メモリがある。
【０００４】
なお、図３３は図３４の破線３４４９で示した強誘電体コンデンサ、もしくは強誘電体薄膜３４４０の印加電圧と内部分極の関係を示した特性図である。図３３において、印加電圧Ｖをかけるとその逆の極性の分極が強誘電体薄膜の中に誘起されるが、その状態が特性点３３０４である。この後、印加電圧を０としても強誘電体薄膜の中には残留分極があり、その点が特性点３３０５である。さらに逆に電圧をかけると残留分極は消えて、その状態が特性点３３０６となる。さらに印加電圧を−Ｖまでかけるとその逆の極性の分極が誘起されて、その状態が特性点３３０１となる。更に印加電圧を０としても強誘電体薄膜の中には残留分極があって、その点が３３０２である。更に正方向の電圧を加えていくと残留分極は消えて特性点３３０３となる。更に正の印加電圧Ｖをかけると特性点３３０４に戻る。以上のように図３３の特性図からも解るように強誘電体は印加電圧のかけた方向や履歴によりヒステリシス特性を有する。また、電圧を加えることにより生じた分極は印加電圧を０としても残留分極として保存される。この残留分極は逆方向の電圧を加えても抗電圧以下であれば消えない。以上の強誘電体のヒステリシス特性と残留分極の特徴を活かして不揮発性のメモリとして用いている。
【０００５】
また、図３６はゲート電極３６０１とソース電極３６０２とドレイン電極３６０３とバルクもしくはチャネルとなる３６０９で電界効果型トランジスタを形成しているとともに、ゲート電極３６０１の直下に強誘電体薄膜３６００を設けた強誘電体トランジスタの構造を示す断面図である。図３６の強誘電体トランジスタは強誘電体薄膜３６００の残留分極の極性と大きさにより電界効果型トランジスタのスレッショルド電圧が変化し、ソース・ドレイン間に流れる電流が変化する。
【０００６】
以上の図３６の強誘電体トランジスタを、図３７に示すように行列状に配置し、アドレスにより選択した強誘電体トランジスタ３７０１の流れる電流値の差異によって、強誘電体薄膜３６００に記憶された残留分極を検出する原理を利用した強誘電体メモリもある。  
また、他にも様々に強誘電体メモリはある。しかしながら、前記、強誘電体コンデンサと絶縁ゲート電界効果型トランジスタの組み合わせを用いるか、ゲート部に強誘電体薄膜を有した電界効果型トランジスタを用いるかのどちらかが殆どであり、基本的、原理的には同種、同型のものと考えられる。
【０００７】
なお、図３４、図３５で示すような強誘電体コンデンサ３４４９あるいは３５１１と絶縁ゲート電界効果型トランジスタ３５１２を組み合わせてメモリ素子として用いるものの例として特許文献１や、強誘電体コンデンサと絶縁ゲート電界効果型トランジスタとの接続方法は異なるが同種の例として特許文献２がある。
【０００８】
また、図３６、図３７で示すようなゲート部に強誘電体薄膜を有する電界効果型トランジスタ３７０１をメモリ素子として用いるものの例として特許文献３、あるいは特許文献４がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３９８８２号公報
【特許文献２】特開平１１−１７７０３６号公報
【特許文献３】特開平１１−２５１５８６号公報
【特許文献４】特開２００４−１５３２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１、２、３、４のいずれの場合でも強誘電体コンデンサ、あるいはゲート部に強誘電体薄膜を有する電界効果型トランジスタとして用いる際に、各素子を独立させる必要がある。このときに強誘電体薄膜を各素子毎に分離する必要が生じ、強誘電体薄膜を化学的、物理的に切断するか、小さな領域で孤立して成長させるかの手法をとっていた。強誘電体は結晶の端点では特性が大きく変わる。したがって、従来の強誘電体メモリの構成ではデバイスの集積度をあげる為に、メモリセルを微細化していくと、それにともない強誘電体薄膜も小さな形状にする必要があるが、前述したように微細化にともない強誘電体の特性が変化してしまう。その結果、微細化による小型化が困難をともなうという問題があり、ひいては大容量化、低コスト化が難しいという課題があった。
【００１１】
そこで、本発明はこのような問題点を解決する強誘電体メモリを構成する際におけるメモリの分極信号を転送する方向を選択する機能ブロックを構成するものであって、その目的とするところは強誘電体薄膜を連続して一体化した形状の強誘電体メモリを有効に機能させる機能ブロックを補助する分極転送方向選択ブロックとして用いることにより、微細化や集積度にかかわらず、強誘電体の特性を高く、良好に、かつ安定化させた強誘電体メモリを具現化することにある。
【００１２】
さらには、この特性が安定化することにより、メモリデバイスのディメンジョン（設計寸法）を小さくすることを可能にして、強誘電体メモリとしての高集積化、大容量化を図り、かつ低コストの強誘電体メモリ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するために、各発明は以下のような構成からなる。
【００１４】
すなわち第１の発明は、強誘電体薄膜を下部電極と上部電極で挟んだ第１、第２、第３分極蓄電部と、強誘電体薄膜を下部電極と上部電極で挟んだ第１、第２、第３分極開閉部と、を有しており、前記第１、第２、第３分極蓄電部の強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極開閉部の強誘電体薄膜とは連続して形成され、かつ、前記第１、第２分極蓄電部との間に前記第１、第２分極開閉部が配置され、前記第１、第３分極蓄電部との間に前記第１、第３分極開閉部が配置されている。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１、第２、第３分極蓄電部における下部電極と、前記前記第１、第２、第３分極開閉部における下部電極は連続した共通の電極で形成されたものである。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明において、前記連続した共通の下部電極は白金からなるものである。
【００１７】
第４の発明は、第１の発明において、前記強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極蓄電部の上部電極との間、および前記強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極開閉部の上部電極との間に常誘電体からなる絶縁層を設けたものである。
【００１８】
第５の発明は、第１の発明において、前記強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極蓄電部の上部電極との間に常誘電体からなる第１絶縁層を設け、また前記強誘電体薄膜と前記第１、第２、第３分極開閉部の上部電極との間に常誘電体からなる第２絶縁層を設け、かつ前記第１絶縁層と第２絶縁層とでは誘電率が互いに異ならせたものである。
【００１９】
第６の発明は、第４の発明において、前記常誘電体からなる絶縁層は酸化ニッケルからなるものである。
【００２０】
第７の発明は、第１の発明において、前記強誘電体薄膜はＰＺＴＮ、もしくはＰＺＴ、あるいはＳＢＴからなるものである。
【００２１】
このような構成からなる本発明によれば、強誘電体薄膜は共通の連続して一体化した形状となるので、安定した強誘電体特性が得られるという効果がある。
【００２２】
また、分極による信号を強誘電体薄膜のなかを蓄積し、選択した方向に転送させる方法をとるので、分極信号が不揮発性であるとともに、書き込み回路や信号検出回路等のメモリ回路としての周辺回路が共用化でき、集積効率を高めることができる。
【００２３】
また、制御信号や分極蓄電部の金属電極等を微細化しても強誘電体薄膜は広い面積を占めることに変わりはないため、不揮発性メモリとしての要点となる安定した特性の強誘電体薄膜が得られ、微細化と高集積化が比較的容易に行えるという効果がある。
【００２４】
以上より、本発明が強誘電体メモリを構成する機能ブロックのひとつとして用いられることにより、安定した特性で、高集積、大容量、かつ低コストの強誘電体メモリを間接的に提供するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について述べるが、その前に本発明が成立することを理解しやすくする為に、本発明に関係する強誘電体の分極に関わる物理現象について先に示す。
（表面電位と分極の移動について）
図３０は強誘電体における分極の状態例を示している。図３０において、３００１、３００２に示したのは強誘電体薄膜であるが、強誘電体薄膜の左側部分３００１は下部が正極、上部が負極の分極をした状態を示している。また、右側部分３００２は下部が負極、上部が正極の分極をした状態を示している。この場合において、強誘電体の結晶性がよく良好な特性が得られていると、左側部３００１と右側部３００２は逆の方向の分極をしていても、それぞれ独立して分極の方向と強さを保持している。
【００２６】
また、図３１は強誘電体薄膜３１２１を左側では下部電極３１２３と上部電極３１２４で挟み、右側では共通の下部電極３１２３と上部電極３１２５で挟んだ構造を示している。なお、下部電極３１２３はグラウンドの電位となっていて、上部電極３１２４には端子３１２６から、また、上部電極３１２５には端子３１２７から電位を与えられる構造となっている。図３１の（Ａ）および（Ｂ）ではまず、右側の上部電極３１２５に負電位をかけて直下の強誘電体薄膜には上が正極、下が負極の分極を起こしておいて、端子３１２７と上部電極３１２５の電位を開放しておく。次に図３１（Ａ）では左側の上部電極３１２４に負電位をかけて、上部電極３１２４の直下の強誘電体薄膜上が正極、下が負極の分極を起こす。また、図３１（Ｂ）では左側の上部電極３１２４に正電位をかけて、上部電極３１２４の直下の強誘電体薄膜上が負極、下が正極の分極を起こす。このとき、右側の上部電極３１２５直下における強誘電体薄膜の分極の状態を端子３１２７から調べてみると、（Ａ）の場合でも（Ｂ）の場合でも上部電極３１２５直下の分極の状態は当初、電位を与え、起こしておいた分極の状態、つまり、右側の上部電極３１２５直下の強誘電体薄膜には上が正極、下が負極の分極を起こしている状態はともに変わっていない。つまり、図３０の事例でも図３１の事例でも、強誘電体そのものだけでは左右方向で異なる分極が起こっていても分極の壁が保たれていて、相互は干渉せず互いの状態を保っている。以上が従来、よく知られている一般的な強誘電体薄膜の分極の現象であった。
【００２７】
しかしながら、状況を変えると前述の分極の壁が保たれない現象も観察される。
【００２８】
図３２にその例を示す。図３２（Ｃ）、（Ｄ）において、図３１の構造と異なるのは常誘電体絶縁層３２２２を強誘電体薄膜３２２１と上部電極３２２４、３２２５の間に設けたことである。この場合、当初左側の上部電極３２２４と右側の上部電極３２２５に負電位を与え、上部電極３２２４と上部電極３２２５直下の強誘電体薄膜には上が正極、下が負極の分極の状態にする。そして、上部電極３２２５、端子３２３７の電位は開放する。この状態が図３２の（Ｄ）に示している。
【００２９】
次に端子３２２６を通して左側の上部電極３２２４に正電位を与える。すると上部電極３２２４の直下の強誘電体薄膜には上が負極、下が正極の分極となり、印加電圧の正負逆転にともない分極の方向も反転する。このとき、端子３２２７を通して、右側の上部電極３２３５直下における強誘電体薄膜の分極状態を調べると、図３２（Ｃ）のように当初の図３１（Ａ）の分極とは逆に反転することがある。少なくとも当初の図３１（Ａ）の強誘電体薄膜の上が正極、下が負極の分極のときよりも分極量が大きく変化することが観察される。この状態変化と変化量は常誘電体絶縁層の材質や厚み、そして電極３２２４と電極３２２５の間の距離等によっても大きく依存する。これは常誘電体絶縁層を設けたことによって、誘起される電荷状態が変化し、強誘電体薄膜の上部電位の安定状態が変化を受けたことによると推定される。つまり、強誘電体薄膜の上部の構造や電位によって、直下の強誘電体薄膜の分極壁が不安定になり、分極を強誘電体薄膜の中で移動させ、あるいは消滅させることが出来ることを示唆している。
【００３０】
以上のように、強誘電体薄膜の上部の材質や、電位によって、強誘電体薄膜の分極の状態が変化することが実験的に得られている。本発明は以上の現象を積極的、恣意的に利用するものである。次に実施形態について述べる。
（分極転送方向選択デバイスの第１実施形態）
図１は本発明の分極転送方向選択デバイスの第１実施形態を示す平面図である。
【００３１】
図１において、１１１、１１２、１１３はそれぞれ第１、第２、第３分極開閉部の上部電極である。また、１２１、１２２、１２３はそれぞれ第１、第２、第３分極蓄電部の上部電極である。複数箇所の１０１で示したのは強誘電体薄膜であり、平面図ではとぎれて表現されているが、上部電極の下では連続して一体化している。また、強誘電体薄膜の上部には常誘電体の絶縁層が形成されることがあるので、上部から観た平面図では必ずしも強誘電体薄膜は見えるとは限らないが、重要な構成要素であるので、あえて、常誘電体の絶縁層を無視して、強誘電体薄膜１０１を表現している。
【００３２】
図２は図１に示した本発明の分極転送方向選択デバイスの第１分極蓄電部と第１分極開閉部を部分的に示した構造の断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【００３３】
図２において、破線２００に囲まれた内部は第１分極蓄電部と第１分極開閉部における断面構造を示している。そして、１０１はＰＺＴＮからなる強誘電体薄膜であり、１０２はＮｉＯ（酸化ニッケル）からなる常誘電体絶縁層であり、１３１、１４１はＰｔ（白金）からなる下部電極であり、１１１、１２１はＰｔ（白金）からなる上部電極である。なお、強誘電体薄膜１０１はＰＺＴＮとしたがよく知られたＰＺＴやＳＢＴでもよい。ここでＰＺＴとはＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3の総称であり、またＰＺＴＮとはＰＺＴのＴｉの一部をＮｂで置き換えたものの総称であり、また、ＳＢＴとはＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9もしくはそれに近い組成の総称である。また、上部電極はＰｔ（白金）を例示したが、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）の金属や、ＩｒＯ2（酸化イリジューム）ＲｕＯ2（酸化ルビジューム）等、信頼性を含めた特性が確保されれば他の金属、金属酸化物でもよい。
【００３４】
また、下部電極１４１は端子１８１を通して電位を制御する。同様に、下部電極１３１は端子１７１、上部電極１２１は端子１６１、上部電極１１１は端子１５１、を通してそれぞれ制御する構成となっている。図２は分極開閉部と分極蓄電部の部分構造を示しているが、これだけでは本発明の分極転送方向選択デバイスの動作、機能については解りにくいので、引き続き図３を示して動作、機能について説明する。
【００３５】
図３は図１に示した本発明の分極転送方向選択デバイスの第１分極蓄電部と第１分極開閉部、および第２分極開閉部と第２分極蓄電部を部分的に示した構造の断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。ただし、図１において、１２１と１１１が第１分極蓄電部と第１分極開閉部の上部電極であり、１１２と１２２が第２分極開閉部と第２分極蓄電部の上部電極であって、同一直線上には並んでいないので断面図としては通常の概念では画けないが、機能動作を説明する為にあえて、第２分極開閉部と第２分極蓄電部を９０度回転して一直線上にあるものとして画いた断面図が図３である。
【００３６】
図３において、破線３００に囲まれた内部は第１分極蓄電部と第１分極開閉部、および第２分極開閉部と第２分極蓄電部における断面構造を示している。そして、１０１はＰＺＴＮからなる強誘電体薄膜であり、１０２はＮｉＯ（酸化ニッケル）からなる常誘電体絶縁層であり、１３１、１３２、１４１、１４２はＰｔ（白金）からなる下部電極であり、１１１、１１２、１２１、１２２はＰｔ（白金）からなる上部電極である。また、下部電極１４１は端子１８１を通して電位を制御する。同様に、下部電極１３１は端子１７１、下部電極１３２は端子１７２、下部電極１４２は端子１８２、また、上部電極１２１は端子１６１、上部電極１１１は端子１５１、上部電極１１２は端子１５２、上部電極１２２は端子１６２、を通してそれぞれ制御する構成となっている。
【００３７】
さて、強誘電体薄膜１０１と常誘電体絶縁層１０２を下部電極１４１と上部電極１２１で挟んだ構造により、第１分極蓄電部が構成されている。同様に強誘電体薄膜１０１と常誘電体絶縁層１０２を下部電極１４２と上部電極１２２で挟んだ構造により、第２分極蓄電部が構成されている。
【００３８】
また、強誘電体薄膜１０１と常誘電体絶縁層１０２を下部電極１３１と上部電極１１１で挟んだ構造により、第１分極開閉部が構成され、強誘電体薄膜１０１と常誘電体絶縁層１０２を下部電極１３２と上部電極１１２で挟んだ構造により、第２分極開閉部が構成されている。
【００３９】
さて、第１分極開閉部、および第２分極開閉部のそれぞれの下部電極１３１、１３２はともに接地電位１９０に接続されている。第１分極開閉部の上部電極１１１はΦ１Ａで示した第１制御信号線１９１に接続されている。第２分極開閉部の上部電極１１２はΦ２Ａで示した第２制御信号線１９２に接続されている。
【００４０】
また、第１分極蓄電部の上部電極１６１は端子１６１を経由してΦ４Ａである第４制御信号線に接続されている。第１分極蓄電部の下部電極１４１は端子１８１を経由してΦ６Ａである第６制御信号線に接続されている。第２分極蓄電部の上部電極１２２は端子１６２を経由してΦ３Ａである第３制御信号線に接続されている。第２分極蓄電部の下部電極１４２は端子１８２を経由してΦ５Ａである第５制御信号線に接続されている。
【００４１】
以上の構成で制御信号Φ１Ａ、Φ２Ａ、Φ３Ａ、Φ４Ａ、Φ５Ａ、Φ６Ａを組み合わせると様々な動作、機能が可能である。次に第１分極蓄電部の強誘電体薄膜に蓄積した分極信号を第１分極蓄電部の強誘電体薄膜に移動させる手順、手法を示す。
（分極転送方向選択デバイスの制御信号波形の第１例）
図１２は図３の分極転送方向選択デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第１例を示したものである。図１２におけるΦ１Ａは図３の制御信号線１９１を通して第１分極開閉部の上部電極１１１に印加され、図１２におけるΦ２Ａは図３の制御信号線１９２を通して第２分極開閉部の上部電極１１２に印加される。なお、Φ１Ａ、Φ２Ａはともに０電位と−ＶCの間を変位する。
【００４２】
また、図１２におけるΦ３Ａは図３の第２分極蓄電部の上部電極１２２に、Φ４Ａは第１分極蓄電部の上部電極１２１に、Φ５Ａは第２分極蓄電部の下部電極１４２に、Φ６Ａは第１分極蓄電部の下部電極１４１に、それぞれ印加される。なお、Φ３Ａ、Φ４Ａ、Φ５Ａ、Φ６ＡはともにＶB電位、０電位、−ＶB電位の間を変位する。
【００４３】
また、±ＶC、±ＶB、２ＶBはすべて図１の強誘電体薄膜１１１の抗電圧以下であって転送すべき信号である分極信号に回復不能の影響を与えない印加電圧未満に設定する。なお、強誘電体の抗電圧とは前述した図３３において、分極電荷の正負が逆転するか、しないかの境界の電圧である。
【００４４】
さて、図１２において、各制御信号Φ１Ａ、Φ２Ａ、Φ３Ａ、Φ４Ａ、Φ５Ａ、Φ６Ａを基本クロック（Ｃｌｏｃｋ）のタイミングにしたがって、（ａ０）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、０、０、０、０を与える。（ｂ０）区間では、それぞれ、０、−ＶC、０、０、０、０を与える。（ｃ０）区間では、それぞれ、０、０、０、０、０、０を与える。（ｄ０）区間では、それぞれ、０、０、ＶB、−ＶB、−ＶB、ＶBを与える。（ｅ０）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、ＶB、−ＶB、−ＶB、ＶBを与える。（ｆ０）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、０、０、０、０を与える。このときの各区間の制御電圧と分極の状態を表したものが、図１０の（ａ０）、（ｂ０）、（ｃ０）及び、図１１の（ｄ０）、（ｅ０）、（ｆ０）であって、括弧内の記号がそれぞれ対応している。  
（分極転送方向選択デバイスの動作について）
さて、図１２に示す各制御信号を図３の分極転送方向選択デバイスに与えたときの、動作と、そのときの分極や電荷の状態を図１０の（ａ０）、（ｂ０）、（ｃ０）、及び図１１の（ｄ０）、（ｅ０）、（ｆ０）で示して説明する。
【００４５】
さて、図１２の区間（ａ０）の制御信号を与えたときの分極転送デバイスの動作と各状態を示した図１０の（ａ０）の図（以下、第１０（ａ０）図と表記する場合もある）について説明する。
【００４６】
第１０（ａ０）図において、第１分極蓄電部の強誘電体薄膜には上部が負、下部が正の分極である分極信号が蓄積されており、第２分極蓄電部の強誘電体薄膜には信号に対応した分極はない。Φ１Ａが制御する第１分極開閉部、Φ２Ａが制御する第２分極開閉部の上部電極はともに−ＶC電位が加えられているので、前記第１、第２分極開閉部の直下の強誘電体薄膜には上部が正、下部が負の分極が起きている。したがって、第１分極蓄電部の分極信号と第２分極蓄電部の間に第１、第２分極開閉部による異なる極性の分極壁が存在するために第１分極蓄電部には分極信号が蓄積して、隔離保存されている。
【００４７】
次に、図１２の区間（ｂ０）に示すようにΦ１Ａを０電位にする。すると第１０（ｂ０）図に示すように第１分極開閉部直下の分極壁は消える。しかしながら、図１２の区間（ｂ０）においてΦ２Ａはあいかわらず−ＶC電位が加えられているので第２分極開閉部による異なる極性の分極壁が存在し、第１分極蓄電部と第２分極蓄電部は分極信号に関しては隔離されたままである。
【００４８】
次に、図１２の区間（ｃ０）に示すようにΦ２Ａを０電位にする。このとき既にΦ１Ａは０電位である為に第１０（ｃ０）図に示すように第１、第２分極開閉部直下の分極壁は消える。したがって第１分極蓄電部の分極信号は第２分極蓄電部へ移動が可能となり、一部が流入して、信号に対応する分極は第１分極蓄電部と第２分極蓄電部の両方に存在するようになる。
【００４９】
更に図１２の区間（ｄ０）に示すようにΦ３ＡとΦ６ＡにＶBの電位を与え、Φ４ＡとΦ５Ａに−ＶBの電位を与える。すると、第１１（ｄ０）図に示すように第２分極蓄電部の上部電極はＶBとなって、強誘電体薄膜の上部にある信号分極の負極性分極を引きつけ、第２分極蓄電部の下部電極は−ＶBとなって、強誘電体薄膜にある下部の信号分極の正極性分極を引きつける。また、第１分極蓄電部の上部電極は−ＶBとなって、強誘電体薄膜の上部にある信号分極の負極性分極を反発し、第１分極蓄電部の下部電極はＶBとなって、強誘電体薄膜にある下部の信号分極の正極性分極を反発する。したがって、強誘電体薄膜の上部側が負極性分極、下部側が正極性分極であった信号分極は第１分極蓄電部から第２分極蓄電部へと移動する。
【００５０】
次に図１２の区間（ｅ０）に示すようにΦ１Ａ、Φ２Ａをともに−ＶC電位とすると、第１１（ｅ０）図に示すように第１、第２分極開閉部の上部電極が−ＶC電位となって、第１、第２分極開閉部を通しての信号分極の移動が行われなくなる。
【００５１】
次に図１２の区間（ｆ１）に示すようにΦ３Ａ、Φ４Ａ、Φ５Ａ、Φ６Ａをすべて０電位に戻す。なお、このときΦ１、Φ２は−ＶC電位のままである。すると、第１１（ｆ０）図に示すように第２分極蓄電部には信号分極が蓄積されている。また、第１分極蓄電部にはＶBあるいは−ＶBの電圧を加えたときのバイアス分に相当する分極成分が僅かに残る。なお、これらの分極は第２分極蓄電部および第１分極蓄電部の上下電極にかかる電圧は０であるので残留分極である。また、第１分極開閉部、および第２分極開閉部上部電極には−ＶC電位が印加されているので第１、第２分極開閉部によって第１分極蓄電部と第２分極蓄電部は隔離されている。
【００５２】
さて、第１１（ｆ０）図を第１０（ａ０）図と比較してみると、当初、信号を反映した信号分極が第１分極蓄電部から第２分極蓄電部へ移動している。したがって、図１２に示すΦ１Ａ、Φ２Ａ、Φ３Ａ、Φ４Ａ、Φ５Ａ、Φ６Ａの各制御信号を各端子に印加すると信号分極が第１分極蓄電部から第２分極蓄電部へ、つまり左から右へ移動することが解る。
【００５３】
なお、以上において第１、第２分極開閉部が第１分極蓄電部と第２分極蓄電部の間に介在するので、第１分極蓄電部から第２分極蓄電部への分極信号の移動は第１、第２分極開閉部がともに開いた場合に可能となる。
【００５４】
したがって、図１において、第１分極蓄電部１２１の分極信号が第２分極蓄電部１２２へ移動させるには第１分極開閉部１１１と第２分極開閉部１１２がともに開くように制御する必要がある。
【００５５】
また、図１において、第１分極蓄電部１２１の分極信号が第３分極蓄電部１２３へ移動させるには第１分極開閉部１１１と第３分極開閉部１１３がともに開くように制御する必要がある。
【００５６】
また、図１において、第２分極蓄電部１２２の分極信号が第３分極蓄電部１２３へ移動させるには第２分極開閉部１１２と第３分極開閉部１１３がともに開くように制御する必要がある。
【００５７】
以上のように第１、第２、第３分極開閉部を制御し、かつ第１、第２、第３分極蓄電部の上下電極を適切に制御すれば第１、第２、第３分極蓄電部間での分極信号の移動、転送が可能となり、分極信号の転送方向の選択が可能であることが解る。
【００５８】
なお、以上において、図１の１１１、１１２、１１３はそれぞれ第１、第２、第３分極開閉部の上部電極であると当初の図１の説明では述べたが、上記、分極信号の移動、転送の動作の説明においては１１１、１１２、１１３はそれぞれの上部電極の直下に配置されたそれぞれ第１、第２、第３分極開閉部を表すものと兼用した。同様に第１、第２、第３分極蓄電部のそれぞれの上部電極１２１、１２２、１２３は上記、分極信号の移動、転送の動作の説明においてはそれぞれの上部電極の直下に配置されたそれぞれ第１、第２、第３分極蓄電部を表すものとして兼用した。
（分極転送方向選択デバイスの第２実施形態）
次に、分極転送方向選択デバイスの第２実施形態を示す。
【００５９】
図４、図５は本発明の分極転送方向選択デバイスの第２実施形態を示すもので、第１分極蓄電部と第１分極開閉部を部分的に示した構造の断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【００６０】
この第２実施形態は上部から観た平面図は前述した第１実施形態の平面図と同じである。ただし、断面構造と、それにともなう結線方法が異なっている。
【００６１】
第２実施形態の図４、図５は第１実施形態のそれぞれ図２、図３に対応している。図４は図２における分極蓄電部の下部電極１４１と分極開閉部の下部電極１３１を共通にして図４の分極蓄電部と分極開閉部の共通下部電極４３１とした。また、図２における端子１８１は図４では端子４７１と共通になり、接地電位である０電位となっている。
【００６２】
また、図５は図３における第１、第２分極蓄電部の下部電極１４１、１４２、および
第１、第２分極開閉部の下部電極１３１、１３２がすべて共通にして図５の共通下部電極４３１とした。また、それにともない図２における端子１８１、１８２は図５では端子４７１と共通になり、グラウンド１９０に接続され、接地電位である０電位となっている。
【００６３】
図４、図５は本発明の分極転送方向選択デバイスの第２実施形態はすべて下部電極が共通電極となっている。したがって、転送動作時の移動方向の電界、電圧が半減するため転送効率や転送速度は図２、図３の第１実施形態に比較すると低下する。しかしながら図４、図５の構造では共通の下部電極４３１が広く、切れ目のない白金（Ｐｔ）からなる共通電極で形成されるので、その上のＰＺＴＮからなる強誘電体薄膜１０１が下部電極の白金の結晶軸との相性がよく、結晶成長が順調に行われ、電気特性や信頼性の非常に高い強誘電体結晶となる。したがって、図２、図３の第１実施形態よりも信頼性、製造安定性の高い製品となるという特徴がある。
（分極転送方向選択デバイスの第３実施形態）
次に、分極転送方向選択デバイスの第３実施形態を示す。
【００６４】
図６、図７は本発明の分極転送方向選択デバイスの第３実施形態を示すもので、第１分極蓄電部と第１分極開閉部を部分的に示した構造の断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【００６５】
第３実施形態の図６、図７は第２実施形態のそれぞれ図４、図５に対応している。図６、図７と図４、図５のとの相違点は、第２実施形態の図４、図５では常誘電体の絶縁層１０２が分極蓄電部でも分極開閉部においても均一な材質で形成されているのに対し、第３実施形態の図６、図７では分極蓄電部の上部電極直下の常誘電体絶縁層は第１絶縁層１０２で形成されているのに対し、分極開閉部の上部電極直下の常誘電体絶縁層は第２絶縁層６０２で形成されていて、誘電率等の特性が異なっているものを用いている。図６、図７の分極開閉部の上部電極は０電位ではオン（ＯＮ）せず、＋ＶC電位でオン（ＯＮ）するような材質と膜厚を選択する。したがって、電源遮断時においての分極保持特性は図６、図７に示した第３実施形態のデバイス構造の方が図４、図５に示した第２実施形態のデバイス構造よりも良くなる。
（分極転送方向選択デバイスの制御信号波形の第２例）
図１３は図７の分極転送方向選択デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第２例を示したものである。
【００６６】
図１３は図１２における各制御信号線の信号波形の第１例に対応している。異なるのは分極開閉部の上部電極の制御信号Φ１Ａ、Φ２Ａが図１２では−ＶC電位から０電位の範囲で制御していたのに対し、図１３では０電位から＋ＶC電位の範囲で制御する方式をとったことである。分極開閉部の制御電圧はどの範囲が適切かは強誘電体薄膜や常誘電体の絶縁層の材質や膜厚等によって異なるが、前述したように、一般的には図６、図７の構造で図１３の制御電圧をとった方が図４、図５で図１２の制御電圧の場合に比較して、分極の保持特性、不揮発性が良くなる。
（分極転送方向選択デバイスの制御信号波形の第３例）
図１４は図７の分極転送方向選択デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第３例を示したものである。
【００６７】
図１４は図１２、図１３における各制御信号線の信号波形の第１例、第２例に対応している。異なるのは分極開閉部の上部電極の制御信号Φ１Ａ、Φ２Ａが図１４では−ＶC電位から＋ＶC電位の範囲で制御する方式をとったことである。分極開閉部の制御電圧はどの範囲が適切かは強誘電体薄膜や常誘電体の絶縁層の材質や膜厚等によって異なるが、一般的には図６、図７の構造で図１４の制御電圧をとった方が図４、図５で図１２の制御電圧の場合、あるいは図６、図７の構造で図１３の制御電圧の場合に比較して、分極の保持特性、不揮発性が良くなる。
（分極転送方向選択デバイスの第４実施形態）
図８は本発明の分極転送方向選択デバイスの第４実施形態を示す平面図である。
【００６８】
図８において、１１１、１１２、１１３、１１４はそれぞれ第１、第２、第３、第４分極開閉部の上部電極である。また、１２１、１２２、１２３、１２４はそれぞれ第１、第２、第３、第４分極蓄電部の上部電極である。複数箇所の１０１で示したのは強誘電体薄膜であり、平面図ではとぎれて表現されているが、上部電極の下では連続して一体化している。また、強誘電体薄膜の上部には常誘電体の絶縁層が形成されることがあるので、上部から観た平面図では必ずしも強誘電体薄膜は見えるとは限らないが、重要な構成要素であるので、あえて、常誘電体の絶縁層を無視して、強誘電体薄膜１０１を表現している。
【００６９】
また、本発明の分極転送方向選択デバイスにおける第４実施形態の構造の断面図と制御信号との関連を示した結線図は実質的に図２、図３もしくは図４、図５、あるいは図６、図７と変わりはない。
【００７０】
さて、第４実施形態を示す図８が第１実施形態を示す図１と異なるのは第４分極開閉部１１４と第４分極蓄電部１２４が追加された点である。第１実施形態では第１、第２、第３の分極開閉部と第１、第２、第３の分極蓄電部のみであったが、３組の選択のみならず、第４分極開閉部１１４と第４分極蓄電部１２４を加えた４組の間における分極信号の転送方向の選択が可能であることが図８から自明のものとして理解できる。
（分極転送方向選択デバイスの第５実施形態）
図９は本発明の分極転送方向選択デバイスの第５実施形態を示す平面図である。
【００７１】
図９において、１１１、１１２、１１３はそれぞれ第１、第２、第３分極開閉部の上部電極である。また、１２１、１２２、１２３はそれぞれ第１、第２、第３分極蓄電部の上部電極である。複数箇所の１０１で示したのは強誘電体薄膜であり、平面図ではとぎれて表現されているが、上部電極の下では連続して一体化している。また、強誘電体薄膜の上部には常誘電体の絶縁層が形成されることがあるので、上部から観た平面図では必ずしも強誘電体薄膜は見えるとは限らないが、重要な構成要素であるので、あえて、常誘電体の絶縁層を無視して、強誘電体薄膜１０１を表現している。
【００７２】
図９では分極蓄電部と分極開閉部を交互に並べた構成からなる分極転送デバイス９０１と９０２が新たに示されている。第１、第２実施形態の図１、第４実施形態の図８では転送の基本単位構造として分極開閉部と分極蓄電部の１個づつを組み合わせた例しか示さなかったが、分極転送方向を選択する箇所の前では複数個の分極開閉部と分極蓄電部が交互に並ぶことからなる分極転送デバイス９０１があってもよいことを示すものである。次にこの分極転送デバイスについて補足して述べる。
（分極転送デバイスについて）
次に図９に示した分極転送デバイスについて、図例を参照しながら述べる。
【００７３】
図１５は分極転送デバイスの基本単位を示す構造の断面図と制御信号との関連を示した結線図の第１例である。なお、本発明の分極転送方向選択デバイスと以下に説明する分極転送デバイスは強誘電体薄膜を上下の金属電極を挟む断面構造や、分極開閉部と分極蓄電部を有し、分極信号を転送するといった共通の構造、機能を持っているので用語が重なることがあるが、同一構造、同一機能のものについては同じ用語を用いている。
【００７４】
さて、図１５において、破線１５１０に囲まれた内部は分極転送デバイスの断面構造を示している。１５１１はＰＺＴＮからなる強誘電体薄膜であり、１５１２はＮｉＯ（酸化ニッケル）からなる常誘電体絶縁層であり、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７はＰｔ（白金）からなる下部電極であり、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７はＰｔ（白金）からなる上部電極である。さて、強誘電体薄膜１５１１と常誘電体絶縁層１５１２を下部電極１５１３と上部電極１５２３で挟んだ構造により、第１分極開閉部が構成されている。図１５では一点鎖線１５４１に囲まれた内部が前記第１分極開閉部を示している。また、強誘電体薄膜１５１１と常誘電体絶縁層１５１２を下部電極１５１４と上部電極１５２４で挟んだ構造により、第２分極開閉部が構成され、強誘電体薄膜１５１１と常誘電体絶縁層１５１２を下部電極１５１５と上部電極１５２５で挟んだ構造により、第３分極開閉部が構成されている。
【００７５】
また、強誘電体薄膜１５１１と常誘電体絶縁層１５１２を下部電極１５１６と上部電極１５２６で挟んだ構造により、第１分極蓄電部が構成され、強誘電体薄膜１５１１と常誘電体絶縁層１５１２を下部電極１５１７と上部電極１５２７で挟んだ構造により、第２分極蓄電部が構成されている。図１５では一点鎖線１５４５に囲まれた内部が前記第２分極蓄電部を示している。
【００７６】
さて、第１分極開閉部、第２分極開閉部、および第３分極開閉部のそれぞれの下部電極１５１３、１５１４、１５１５はともに接地電位１５３１に接続されている。第２分極開閉部の上部電極１５２４はΦ１Ｂである第１制御信号線１５３２に接続されている。第１分極開閉部と第３分極開閉部のそれぞれの上部電極１５２３、１５２５はΦ２Ｂである第２制御信号線１５３３に接続されている。
【００７７】
また、第１分極蓄電部の上部電極１５２６は端子１５３５を経由してΦ４Ｂである第４制御信号線に接続されている。第１分極蓄電部の下部電極１５１６は端子１５３４を経由してΦ６Ｂである第６制御信号線に接続されている。第２分極蓄電部の上部電極１５２７は端子１５３７を経由してΦ３Ｂである第３制御信号線に接続されている。第２分極蓄電部の下部電極１５１７は端子１５３６を経由してΦ５Ｂである第５制御信号線に接続されている。
【００７８】
以上の構成で強誘電体薄膜に信号を反映した分極を蓄積、転送させるが、Φ１Ｂ、Φ２Ｂ、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂの制御信号線に加える信号波形の組み合わせで動作や働きは変わる。次に制御方法の例を示す。
（分極転送デバイスの制御信号の第１例）
図２４は図１５の分極転送デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第１例を示したものである。図２４におけるΦ１Ｂは図１５の制御信号線１５３２を通して第２分極開閉部の上部電極１５２４に印加され、図２４におけるΦ２Ｂは図１５の制御信号線１５３３を通して第１分極開閉部と第３分極開閉部のそれぞれの上部電極１５２３、１５２５に印加される。なお、Φ１Ｂ、Φ２Ｂはともに０電位と−ＶCの間を変位する。
【００７９】
また、図２４におけるΦ３Ｂは図１５の第２分極開閉部の上部電極１５２７に、Φ４Ｂは第１分極開閉部の上部電極１５２６に、Φ５Ｂは第２分極開閉部の下部電極１５１７に、Φ６Ｂは第１分極開閉部の下部電極１５１６に、それぞれ印加される。なお、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６ＢはともにＶB電位、０電位、−ＶBの間を変位する。
【００８０】
また、±ＶC、±ＶB、２ＶBはすべて図１５の強誘電体薄膜１５１１の抗電圧以下であって転送すべき信号である分極信号に回復不能の影響を与えない印加電圧未満に設定する。
【００８１】
さて、図２４において、各制御信号Φ１Ｂ、Φ２Ｂ、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂを基本クロック（Ｃｌｏｃｋ）のタイミングにしたがって、（Ａ１）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、０、０、０、０を与える。（Ｂ１）区間では、それぞれ、０、−ＶC、０、０、０、０を与える。（Ｃ１）区間では、それぞれ、０、−ＶC、０、０、０、０を与える。（Ｄ１）区間では、それぞれ、０、−ＶC、ＶB、−ＶB、−ＶB、ＶBを与える。（Ｅ１）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、ＶB、−ＶB、−ＶB、ＶBを与える。（Ｆ１）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、０、０、０、０を与える。このときの各区間の制御電圧と分極の状態を表したものが、図２０の（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）及び、図２１の（Ｄ１）、（Ｅ１）、（Ｆ１）であって、括弧内の記号がそれぞれ対応している。  
（分極転送デバイスの動作について）
さて、図２４に示す各制御信号を図１５の分極転送デバイスに与えたときの、動作と、そのときの分極や電荷の状態を図２０の（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）、及び図２１の（Ｄ１）、（Ｅ１）、（Ｆ１）で示して説明する。
【００８２】
さて、図２４の区間（Ａ１）の制御信号を与えたときの分極転送デバイスの状態を示した図２０の（Ａ１）の図（以下、第２０（Ａ１）図と表記する場合もある）について説明する。
【００８３】
第２０（Ａ１）図において、第１分極蓄電部の強誘電体薄膜には上部が負、下部が正の分極である分極信号が蓄積されており、第２分極蓄電部の強誘電体薄膜には信号に対応した分極はない。Φ１Ｂが制御する第２分極開閉部、Φ２Ｂが制御する第１分極開閉部と第３分極開閉部の上部電極はともに−ＶC電位が加えられているので、前記第１、第２、第３分極開閉部の直下の強誘電体薄膜には上部が正、下部が負の分極が起きている。したがって、第１分極蓄電部の分極信号と第２分極蓄電部の間に第２分極開閉部による異なる極性の分極壁が存在するために第１分極蓄電部には分極信号が蓄積して、隔離保存されている。
【００８４】
次に、図２４の区間（Ｂ１）に示すようにΦ１Ｂを０電位にする。すると第２０（Ｂ１）図に示すように第２分極開閉部直下の分極壁は消えて、信号に対応する分極の移動が可能となる。
【００８５】
次に、図２４の区間（Ｃ１）に示すように区間（Ｂ１）の制御信号の状態を引き続けて保つと、第２０（Ｃ１）図に示すように第２分極開閉部を通じて、第１分極蓄電部の分極信号は移動可能となり、信号に対応する分極は第１分極蓄電部と第２分極蓄電部の両方に存在するようになる。
【００８６】
更に図２４の区間（Ｄ１）に示すようにΦ３ＢとΦ６ＢにＶBの電位を与え、Φ４ＢとΦ５Ｂに−ＶBの電位を与える。すると、第２１（Ｄ１）図に示すように第２分極蓄電部の上部電極はＶBとなって、強誘電体薄膜の上部にある信号分極の負極性分極を引きつけ、第２分極蓄電部の下部電極は−ＶBとなって、強誘電体薄膜にある下部の信号分極の正極性分極を引きつける。また、第１分極蓄電部の上部電極は−ＶBとなって、強誘電体薄膜の上部にある信号分極の負極性分極を反発し、第１分極蓄電部の下部電極はＶBとなって、強誘電体薄膜にある下部の信号分極の正極性分極を反発する。したがって、強誘電体薄膜の上部側が負極性分極、下部側が正極性分極であった信号分極は第１分極蓄電部から第２分極蓄電部へと移動する。
【００８７】
次に図２４の区間（Ｅ１）に示すようにΦ１Ｂを−ＶC電位とすると、第２１（Ｅ１）図に示すように第２分極開閉部の上部電極が−ＶC電位となって、第２分極開閉部を通しての信号分極の移動が行われなくなる。
【００８８】
次に図２４の区間（Ｆ１）に示すようにΦ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂをすべて０電位に戻す。なお、このときΦ１Ｂ、Φ２Ｂは−ＶC電位のままである。すると、第２１（Ｆ１）図に示すように第２分極蓄電部には信号分極が蓄積されている。また、第１分極蓄電部にはＶBあるいは−ＶBの電圧を加えたときのバイアス分に相当する分極成分が僅かに残る。なお、これらの分極は第２分極蓄電部および第１分極蓄電部の上下電極にかかる電圧は０であるので残留分極である。また、第２分極開閉部、および第１分極開閉部、第３分極開閉部の上部電極には−ＶC電位が印加されているので第１、第２、第３分極開閉部によって第１分極蓄電部と第２分極蓄電部は隔離されている。
【００８９】
さて、第２１（Ｆ１）図を第２０（Ａ１）図と比較してみると、当初、信号を反映した信号分極が第１分極蓄電部から第２分極蓄電部へ移動している。したがって、図１１の分極転送デバイスにおいて、図２４に示すΦ１Ｂ、Φ２Ｂ、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂの各制御信号を各端子に印加すると信号分極が第１分極蓄電部から第２分極蓄電部へ、つまり左から右へ移動することが解る。
（分極転送デバイスの制御信号の第２例）
図２５は図１５の分極転送デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第２例を示したものである。
【００９０】
さて、図２５において、各制御信号Φ１Ｂ、Φ２Ｂ、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂを基本クロック（Ｃｌｏｃｋ）のタイミングにしたがって、（Ｇ１）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、０、０、０、０を与える。（Ｈ１）区間では、それぞれ、０、−ＶC、０、０、０、０を与える。（Ｉ１）区間では、それぞれ、０、−ＶC、０、０、０、０を与える。（Ｊ１）区間では、それぞれ、０、−ＶC、−ＶB、ＶB、ＶB、−ＶBを与える。（Ｋ１）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、−ＶB、ＶB、ＶB、−ＶBを与える。（Ｌ１）区間では、それぞれ、−ＶC、−ＶC、０、０、０、０を与える。
（分極転送デバイスの動作の第２例）
さて、以上の各区間の制御電圧と分極の状態を表したものが、図２２の（Ｇ１）、（Ｈ１）、（Ｉ１）及び、図２３の（Ｊ１）、（Ｋ１）、（Ｌ１）であって、括弧内の記号がそれぞれ対応している。次に図を参照しながら動作を説明する。
【００９１】
まず、図２５の区間（Ｇ１）の制御信号を与えたときの分極転送デバイスの状態を示した図２２の（Ｇ１）の図について説明する。
【００９２】
第２２（Ｇ１）図において、第２分極蓄電部の強誘電体薄膜には上部が負、下部が正の分極である分極信号が蓄積されており、第１分極蓄電部の強誘電体薄膜には信号に対応した分極はない。Φ１Ｂが制御する第２分極開閉部、Φ２Ｂが制御する第１分極開閉部と第３分極開閉部の上部電極はともに−ＶC電位が加えられているので、前記第１、第２、第３分極開閉部の直下の強誘電体薄膜には上部が正、下部が負の分極が起きている。したがって、第２分極蓄電部の分極信号と第１分極蓄電部の間に第２分極開閉部による異なる極性の分極壁が存在するために第２分極蓄電部には分極信号が蓄積して、隔離保存されている。
【００９３】
次に、図２５の区間（Ｈ１）に示すようにΦ１Ｂを０電位にする。すると第２２（Ｈ１）図に示すように第２分極開閉部直下の分極壁は消えて、信号に対応する分極の移動が可能となる。
【００９４】
次に図２５の区間（Ｉ１）に示すように区間（Ｈ１）の制御信号の状態を引き続けて保つと、第２２（Ｉ１）図に示すように第２分極開閉部を通じて、第２分極蓄電部の分極信号は移動可能となり、信号に対応する分極は第２分極蓄電部と第１分極蓄電部の両方に存在するようになる。
【００９５】
更に図２５の区間（Ｊ１）に示すようにΦ３ＢとΦ６Ｂに−ＶBの電位を与え、Φ４ＢとΦ５ＢにＶBの電位を与える。すると、第２３（Ｊ１）図に示すように第１分極蓄電部の上部電極はＶBとなって、強誘電体薄膜の上部にある信号分極の負極性分極を引きつけ、第１分極蓄電部の下部電極は−ＶBとなって、強誘電体薄膜にある下部の信号分極の正極性分極を引きつける。また、第２分極蓄電部の上部電極は−ＶBとなって、強誘電体薄膜の上部にある信号分極の負極性分極を反発し、第２分極蓄電部の下部電極はＶBとなって、強誘電体薄膜にある下部の信号分極の正極性分極を反発する。したがって、強誘電体薄膜の上部側が負極性分極、下部側が正極性分極であった信号分極は第２分極蓄電部から第１分極蓄電部へと移動する。
【００９６】
次に図２５の区間（Ｋ１）に示すようにΦ１Ｂを−ＶC電位とすると、第２３（Ｋ１）図に示すように第２分極開閉部の上部電極が−ＶC電位となって、第２分極開閉部を通しての信号分極の移動が行われなくなる。
【００９７】
次に図２５の区間（Ｌ１）に示すようにΦ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂをすべて０電位に戻す。なお、このときΦ１Ｂ、Φ２Ｂは−ＶC電位のままである。すると、第２３（Ｌ１）図に示すように第１分極蓄電部には信号分極が蓄積されている。また、第２分極蓄電部にはＶBあるいは−ＶBの電圧を加えたときのバイアス分に相当する分極成分が僅かに残る。なお、これらの分極は第２分極蓄電部および第１分極蓄電部の上下電極にかかる電圧は０であるので残留分極である。また、第２分極開閉部、および第１分極開閉部、第３分極開閉部の上部電極には−ＶC電位が印加されているので第１、第２、第３分極開閉部によって第２分極蓄電部と第１分極蓄電部は隔離されている。
【００９８】
さて、第２３（Ｌ１）図を第２２（Ｇ１）図と比較してみると、当初、信号を反映した信号分極が第２分極蓄電部から第１分極蓄電部へ移動している。したがって、図１５の分極転送デバイスにおいて、図２５に示すΦ１Ｂ、Φ２Ｂ、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂの各制御信号を印加すると信号分極が第２分極蓄電部から第１分極蓄電部へ、つまり右から左へ移動することが解る。
【００９９】
なお、以上において、図２４に示す（分極転送デバイスの制御信号の第１例）と図２５に示す（分極転送デバイスの制御信号の第２例）を比較すると、（分極転送デバイスの制御信号の第１例）は信号分極を左から右へ移動させる制御信号波形の組み合わせであり、（分極転送デバイスの制御信号の第２例）は信号分極を右から左へ移動させる制御信号波形の組み合わせであることが解る。この図２４の波形図と図２５の波形図で異なるのはΦ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂの（Ｄ１）から（Ｅ１）、もしくは（Ｊ１）から（Ｋ１）の区間である。殊に（Ｄ１）区間と（Ｊ１）区間は信号分極を最も移動させる区間であるが、図２４の（Ｄ１）区間の状態を示す図２１の（Ｄ１）図では、第１分極蓄電部と第２分極蓄電部の上部電極間と、第１分極蓄電部と第２分極蓄電部の下部電極間には信号分極が第１分極蓄電部から第２分極蓄電部へ移動するような電界が形成されるように、それぞれの電極に各電圧を加えている。
【０１００】
一方、図２５の（Ｊ１）区間の状態を示す第２３（Ｊ１）図では第２分極蓄電部と第１分極蓄電部の上部電極間と、第２分極蓄電部と第１分極蓄電部の下部電極間には信号分極が第２分極蓄電部から第１分極蓄電部へ移動するような電界が形成されるように、それぞれの電極に各電圧を加えている。
【０１０１】
以上より、これらの信号分極を最も移動させる区間において、第１、第２分極蓄電部の上部電極、下部電極の印加電圧による電界の形成の仕方により、左方向にも、右方向にも信号分極を移動させることが可能であることが解る。
【０１０２】
以上の分極転送デバイスを本発明の分極転送方向選択デバイスの第５実施形態である    図９の９０１や９０２において用いることにより、分極信号の転送とそれを望ましい所へ転送方向を選択する機能を合わせることにより、強誘電体メモリの重要な機能の一部を果たせることになる。
（分極転送デバイスの第２例）
図１６は分極転送デバイスの第２例である。
【０１０３】
図１６は基本的には図１５のデバイス構造の第１例を転用したものである。図１６と図１５の相違は図１５における第１、第２、第３分極開閉部のそれぞれの下部電極１５１３、１５１４、１５１５、及び第１、第２分極蓄電部のそれぞれの下部電極１５１６、１５１７のすべてが図１６においては共通電極１６１８としている点にある。他は図１６と図１５は同一構造である。図１６の構造では下部電極１６１８が広く、切れ目のない白金（Ｐｔ）からなる共通電極で形成されるので、その上のＰＺＴＮからなる強誘電体薄膜１１１１が下部電極の白金の結晶軸との相性がよく、結晶成長が順調に行われ、電気特性や信頼性の非常に高い強誘電体結晶となる。したがって、分極転送デバイスとして図１５の実施例よりも信頼性、製造安定性が高くなるという特徴がある。本発明の分極転送方向選択デバイスの第２実施形態である図４、図５は下部電極を共通にしているが、このときの分極転送デバイスが図１６のように下部電極が共通であると、分極転送デバイスと分極転送方向選択デバイスとの間の構造上の整合性がとれる。
（分極転送デバイスの第３例）
図１７は分極転送デバイスの第３例である。
【０１０４】
図１７は基本的には図１５のデバイス構造を複数個連結したものである。図１７において、破線１７０１で示した構成が図１５の分極転送デバイスの単位構成に相当している。ただし、図１５の第１分極開閉部と第３分極開閉部は図１７のように連結した場合は隣同士の分極開閉部は共用できるので、図１７においては共用した形で画いている。また、図１７において、１７０２の端子は入力信号を電圧で入力する入力端子である。図１７における分極転送デバイスは強誘電体薄膜の不揮発性の分極を信号として用いるが、入力部のみは電圧によって信号を与える。入力端子１７０２に正の電圧を与えると、分極入力部１７０３に入力電圧に対応する分極が生ずる。以降は転送デバイスの連結した構成によって分極は次々と転送される。
（分極転送デバイスの制御信号の第３例）
図２６は図１７の分極転送デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第３例を示したものである。図１７の分極転送デバイスは前述したように図１５のデバイス構造の第１実施形態を複数個形状的に連結したものである。また、図２６の各制御信号Φ１Ｂ、Φ２Ｂ、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂは図２４の制御信号波形を時間的に連結したものである。
【０１０５】
なお、図２４において、Φ３Ｂ、Φ６Ｂは０とＶB電位、Φ４Ｂ、Φ５Ｂは０と−ＶB電位であるにもかかわらず、図２６において、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂは−ＶB電位、０、ＶB電位の間を変化している。これは図１５において、第１分極蓄電部から第２分極蓄電部への移動の際のみの制御信号波形を図２４に示したからであって、図１５において、更に分極転送デバイスの基本構成を並べて転送する、つまり第２分極蓄電部から右の隣のいわば第３分極蓄電部へ転送する際にΦ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂが入れ替わった関係が生ずる為である。したがって、前述したように図２６の制御信号波形図は図２４の制御信号波形図を連結したものにすぎないので図１５の分極転送デバイスを図２６の制御信号波形で制御すると信号分極は右方向へ次々と転送される。なお、図２６においては図１７の入力信号を与えるタイミングも図示してある。図２６の入力信号ＶsigがＤ１、Ｄ２、Ｄ３等で表現された斜線以外のタイミングで確定されていれば正常入力する。
（分極転送デバイスの制御信号の第４例）
図２７は図１７の分極転送デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第４例を示したものである。図１７の分極転送デバイスは前述したように図１５のデバイス構造の第１実施形態を複数個形状的に連結したものである。また、図２７の各制御信号Φ１Ｂ、Φ２Ｂ、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂは図２５の制御信号波形を時間的に連結したものである。したがって、図２７の制御信号波形が図１７の分極転送デバイスにおいて、信号分極を右から左に転送させることが解る。
【０１０６】
なお、図２５において、Φ３Ｂ、Φ６Ｂは０と−ＶB電位、Φ４Ｂ、Φ５Ｂは０とＶB電位であるにもかかわらず、図２７において、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂは−ＶB電位、０、ＶB電位の間を変化している。これは前述した（分極転送デバイスの制御信号の第３例）において、分極転送デバイスの基本構成を連結した場合の事情とほぼ同様の理由による。
【０１０７】
以上より図１７の分極転送デバイスの第３例を図２６、図２７の制御信号の第３例、第４例によって、制御し、動作させると分極信号を右方向にも左方向にも自由に転送できる。したがって、以上の多ビットの分極信号を格納記憶し、かつ転送する分極転送デバイスを本発明の分極転送方向選択デバイスの第５実施形態である図９の９０１や９０２において用いることにより、分極信号の転送とそれを望ましい所へ転送方向を選択する機能を合わせることが出来て、強誘電体メモリの重要な機能の一部をより一層果たせることになる。
（分極転送デバイスの第４例）
図１８は分極転送デバイスの第４例である。
【０１０８】
図１８は基本的には図１６のデバイス構造を踏襲したものである。相違点は図１６では常誘電体の絶縁層１５１２が分極蓄電部でも分極開閉部においても均一な材質で形成されているのに対し、図１８では分極蓄電部の上部電極直下の常誘電体絶縁層は第１絶縁層１５１２で形成されているのに対し、分極開閉部の上部電極直下の常誘電体絶縁層は第２絶縁層１８１２で形成されていて、誘電率等の特性が異なっているものを用いている。図１８の分極開閉部の上部電極が０電位では分極開閉部はオン（ＯＮ）せず、＋ＶC電位でオン（ＯＮ）するような材質と膜厚を選択する。以上の構造は本発明の分極転送方向選択デバイスの第３実施形態である図６、図７と同様の構造であるので、図９のように分極転送方向選択デバイスと分極転送デバイスを併用する場合には製造上の整合性がよい。
（分極転送デバイスの第５例）
図１９は分極転送デバイスの第５例である。
【０１０９】
図１９は基本的には図１７のデバイス構造を踏襲したものである。相違点は図１７では常誘電体の絶縁層１５１２が分極蓄電部でも分極開閉部においても均一な材質で形成されているのに対し、図１９では分極蓄電部の上部電極直下の常誘電体絶縁層は第１絶縁層１５１２で形成されているのに対し、分極開閉部の上部電極直下の常誘電体絶縁層は第２絶縁層１９１２で形成されていて、誘電率等の特性が異なっているものを用いている。図１９の分極開閉部の上部電極が０電位では分極開閉部はオン（ＯＮ）せず、＋ＶC電位でオン（ＯＮ）するような材質と膜厚を選択する。以上の構造は本発明の分極転送方向選択デバイスの第３実施形態である図６、図７とほぼ同様の構造であるので、図９のように分極転送方向選択デバイスと分極転送デバイスを併用する場合には製造上の整合性がよい。
（分極転送デバイスの制御信号波形の第５例）
図２８は図１９の分極転送デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第５例を示したものである。
【０１１０】
図２８は図２６における各制御信号線の信号波形の第３例に対応している。異なるのは分極開閉部の上部電極の制御信号Φ１Ｂ、Φ２Ｂが図２６では−ＶC電位から０電位の範囲で制御していたのに対し、図２８では０電位から＋ＶC電位の範囲で制御する方式をとったことである。分極開閉部の制御電圧はどの範囲が適切かは強誘電体薄膜や常誘電体の絶縁層の材質や膜厚等によって異なるが、前述したように、一般的には図１９の構造で図２８の制御電圧をとった方が図１７で図２６の制御電圧の場合に比較して、分極の保持特性、不揮発性が良くなる。
（分極転送デバイスの制御信号波形の第６例）
図２９は図１９の分極転送デバイスに加える各制御信号線の信号波形の第６例を示したものである。
【０１１１】
図２９は図２６、図２８における各制御信号線の信号波形の第３例、第５例に対応している。異なるのは分極開閉部の上部電極の制御信号Φ１Ｂ、Φ２Ｂが図２９では−ＶC電位から＋ＶC電位の範囲で制御する方式をとったことである。分極開閉部の制御電圧はどの範囲が適切かは強誘電体薄膜や常誘電体の絶縁層の材質や膜厚等によって異なるが、一般的には図１９の構造で図２９の制御電圧をとった方が図１７で図２６の制御電圧の場合、あるいは図１９の構造で図２８の制御電圧の場合に比較して、分極の保持特性、不揮発性が良くなる。
【０１１２】
以上より図１８の分極転送デバイスの第４例、および図１９の分極転送デバイスの第５例を、図２８の制御信号の第５例、あるいは図２９の制御信号の第６例によって制御し、動作させると、分極信号の転送とともに、分極信号の保存性、不揮発性が更に向上する。したがって、以上の多ビットの分極信号を格納記憶し、かつ転送する分極転送デバイスを本発明の分極転送方向選択デバイスの第５実施形態である図９の９０１や９０２において、例示した制御信号例とともに用いることにより、分極信号の転送とそれを望ましい所へ転送方向を選択する機能を合わせることが出来て、不揮発性という特性とともに、強誘電体メモリの重要な機能の一部をより一層効果的に果たすことになる。
（その他の実施形態）
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。次にその他の実施形態について列挙する。
【０１１３】
以上、図１、図８、図９おいて、分極開閉部の次には分極蓄電部、もしくは分極蓄電部の次には分極開閉部という例を示したが、分極開閉部の次には分極蓄電部がなければならないという訳ではない。例えば分極信号を電気信号に変換する分極検出部につながっていてもよいし、また図１７における分極信号の入力回路１７０３等があってもよい。
【０１１４】
また、分極開閉部の下部電極には０電位の固定電位を与える方法について述べたが、下部電極を独立させて正極もしくは負極の電位を与えて分極開閉部としての開閉機能を強化する方法もある。
【０１１５】
また、分極開閉部、および分極蓄電部を構成する電極は上部電極と下部電極で形成していたが、上下ではなく横方向に形成する方法もある。
【０１１６】
また、強誘電体の例として、ＰＺＴＮ、ＰＺＴ、ＳＢＴをあげたが、他の材質の強誘電体であってもよい。例えばＢＬＴ（Ｂｉ4XＬａXＴｉ3Ｏ12）、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12、ＢａＢｉＮｂ2Ｏ9等々がある。また、組成の割合が変われば無数にある。また、強誘電体薄膜の上層部と下層部で組成のことなる材料を積層させたものを用いてもよい。
【０１１７】
また、図２から図７等に示したデバイス構造の実施形態において、ＮｉＯ（酸化ニッケル）からなる常誘電体絶縁層１０２は強誘電体薄膜１０１と上部電極との間に設けた例を示したが、強誘電体薄膜１０１の結晶成長に支障がない材質と製造工程が選択できれば、常誘電体絶縁層は強誘電体薄膜１０１と下部電極との間に設けてもよい。このとき、分極の移動、転送効率に改善効果が期待できる。
【０１１８】
また、図２から図５に示したデバイス構造の実施形態において、ＮｉＯ（酸化ニッケル）からなる常誘電体絶縁層１０２は強誘電体薄膜１０１と上部電極との間に設けた例を示したが、必ずしも必須要件ではない。常誘電体絶縁層１０２の役目は強誘電体薄膜１０１の中の異なる分極間にある分極壁を誘起電荷や上部の電極の電位によって消滅、あるいは移動しやすくする機能のために設けたものである。したがって、強誘電体薄膜１０１の材質や多層形成等の工夫や上部電極の電位の与え方によっては常誘電体絶縁層１０２がなくとも分極壁が消滅し、分極が移動可能となることもある。
【０１１９】
また、本発明の分極転送方向選択デバイスの応用例として強誘電体メモリの例をあげたが、本質的には不揮発性の信号蓄積、転送方向の選択を行うデバイスであるので、不揮発性のデバイスという特徴を活かして他への応用が広く見込める。
【０１２０】
また、強誘電体メモリの場合は１、０のデジタル信号を原則とするが、本発明の分極転送方向選択デバイスではアナログ信号や多値の信号を扱うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の分極転送方向選択デバイスの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の分極転送方向選択デバイスの第１実施形態における部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図３】本発明の分極転送方向選択デバイスの第１実施形態における他の部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図４】本発明の分極転送方向選択デバイスの第２実施形態における部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図５】本発明の分極転送方向選択デバイスの第３実施形態における他の部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図６】本発明の分極転送方向選択デバイスの第３実施形態における部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図７】本発明の分極転送方向選択デバイスの第２実施形態における他の部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図８】本発明の分極転送方向選択デバイスの第４実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明の分極転送方向選択デバイスの第５実施形態を示す平面図である。
【図１０】本発明の分極転送方向選択デバイスを第１例の制御信号で動作させたときの分極信号の第１状態図である。
【図１１】本発明の分極転送方向選択デバイスを第１例の制御信号で動作させたときの分極信号の第２状態図である。
【図１２】本発明の分極転送方向選択デバイスを制御する第１例の制御信号波形図である。
【図１３】本発明の分極転送方向選択デバイスを制御する第２例の制御信号波形図である。
【図１４】本発明の分極転送方向選択デバイスを制御する第３例の制御信号波形図である。
【図１５】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスの第１の形態における部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図１６】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスの第２の形態における部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図１７】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスの第３の形態における部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図１８】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスの第４の形態における部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図１９】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスの第５の形態における部分構造を示す断面図、かつ制御信号との関連を示した結線図である。
【図２０】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを第１例の制御信号で動作させたときの分極信号の第１状態図である。
【図２１】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを第１例の制御信号で動作させたときの分極信号の第２状態図である。
【図２２】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを第２例の制御信号で動作させたときの分極信号の第１状態図である。
【図２３】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを第２例の制御信号で動作させたときの分極信号の第２状態図である。
【図２４】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを制御する第１例の制御信号波形図である。
【図２５】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを制御する第２例の制御信号波形図である。
【図２６】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを制御する第３例の制御信号波形図である。
【図２７】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを制御する第４例の制御信号波形図である。
【図２８】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを制御する第５例の制御信号波形図である。
【図２９】本発明の分極転送方向選択デバイスと連携して用いる分極転送デバイスを制御する第６例の制御信号波形図である。
【図３０】本発明および従来例において用いる強電体の分極例を示す状態図である。
【図３１】本発明および従来例において用いる強電体の他の分極例を示す状態図である。
【図３２】本発明の分極転送デバイスにおいて用いる構造における強電体の分極例を示す状態図である。
【図３３】本発明及び従来例に用いる強誘電体コンデンサの印加電圧と分極電荷の特性例を示した特性図である。
【図３４】本発明及び従来例に用いる強誘電体コンデンサの構造を示す断面図である。
【図３５】従来例の強誘電体メモリに用いるメモリセルの回路構成図である。
【図３６】従来例の強誘電体メモリに用いるゲート部に強誘電体薄膜を有する電界効果型トランジスタの構造を示す断面図である。
【図３７】従来例の強誘電体メモリ装置においてゲート部に強誘電体薄膜を有する電界効果型トランジスタを用いたメモリセルアレイの構成図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０１、１５１１、３００１、３００２、３１２１、３２２１、３４４０、３６００  ・・・  強誘電体薄膜
１０２、６０２、１５１２、１８１２、１９１２、３２２２  ・・・  常誘電体絶縁層
１１１、１１２、１１３、１１４、１２１、１２２、１２３、１２４、１３１、１３２、１４１、１４２、４３１、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１６１８、３１２３、３１２４、３１２５、３２２３、３２２４、３２２５、３４４１、３４４２、３６０１  ・・・  電極
１５１、１５２、１６１、１６２、１７１、１７２、１８１、１８２、４７１、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１６３４、１６３６、１７０２、１９０２、３１２６、３１２７、３２２６、３２２７  ・・・  端子
１９０、１９１、１９２、１５３１、１５３２、１５３３、３５１３、３５１４、３５１５  ・・・  制御信号線
９０１、９０２  ・・・  分極転送デバイス
１５４１  ・・・  分極開閉部
１５４５  ・・・  分極蓄電部
１７０３、１９０３  ・・・  分極入力部
３３０１、３３０２、３３０３、３３０４、３３０５、３３０６  ・・・  特性点
３４４９、３５１１  ・・・  強誘電体コンデンサ
３５１２  ・・・  絶縁ゲート電界効果型トランジスタ
３６０２、３６０３  ・・・  ソースもしくはドレイン電極
３６０９  ・・・  バルクもしくはチャネル部
３７０１  ・・・  ゲート部に強誘電体を有した電界効果型トランジスタ
Φ１Ａ、Φ２Ａ、Φ３Ａ、Φ４Ａ、Φ５Ａ、Φ６Ａ、Φ１Ｂ、Φ２Ｂ、Φ３Ｂ、Φ４Ｂ、Φ５Ｂ、Φ６Ｂ  ・・・  制御信号
【図１】
2007201051.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007201051.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007201051.tif 000009
【図８】
2007201051.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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