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JP2000215677A - Ferroelectric material memory device and method of driving the same - Google Patents

Ferroelectric material memory device and method of driving the same

Info

Publication number
JP2000215677A
JP2000215677A JP11010664A JP1066499A JP2000215677A JP 2000215677 A JP2000215677 A JP 2000215677A JP 11010664 A JP11010664 A JP 11010664A JP 1066499 A JP1066499 A JP 1066499A JP 2000215677 A JP2000215677 A JP 2000215677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory device
ferroelectric
potential
line
source terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11010664A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironori Koike
洋紀 小池
Takahide Ikoma
貴英 生駒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP11010664A priority Critical patent/JP2000215677A/en
Publication of JP2000215677A publication Critical patent/JP2000215677A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it unnecessary to introduce a refresh cycle from the external side, prevent generation of over-head in velocity assures small power consumption and prevent reduction of polarized amount. SOLUTION: This memory device is formed of a ferroelectric material capacitor 11 holding a ferroelectric material between a couple of electrodes and a cell transistor 12 where the gate terminal is connected to a word line 30, the drain terminal to a bit line 40 and the source terminal to one electrode of the ferroelectric capacitor 11. In this case, a memory cell in which the plate line 50 is connected to the other electrode of the ferroelectric material capacitor 11 is provided with a potential compensation transistor 21 in which the gate terminal is connected to the control line 90, the drain terminal to the source terminal of the cell transistor 12, and the source terminal to the plate line 50. During the power feeding, the plate line 50 is fixed to 1/2 of the power supply level. When the memory cell is non-selected, the source terminal of the cell transistor 12 is set to 1/2 of the power supply level.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体メモリ装
置及びその駆動方法に関し、特に、プレート線の電位が
固定されている強誘電体メモリ装置及びその駆動方法に
関する。
The present invention relates to a ferroelectric memory device and a method of driving the same, and more particularly, to a ferroelectric memory device having a fixed plate line potential and a method of driving the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、強誘電体メモリ装置において
は、寄生容量及び配線抵抗が大きなプレート線を駆動す
ることにより生じるサイクルタイム及び消費電力の増大
やノイズの発生が問題点として指摘されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a ferroelectric memory device, it has been pointed out that an increase in cycle time and power consumption and noise generation caused by driving a plate line having a large parasitic capacitance and a large wiring resistance. .

【0003】そこで、これらの問題点を解決する回路方
式として、プレート線非駆動方式が提案されている。
Therefore, a plate line non-driving system has been proposed as a circuit system for solving these problems.

【0004】このプレート線非駆動方式においては、プ
レート線が電源電位Vccの半分であるVcc/2に固定さ
れており、かつ、セルトランジスタとキャパシタとが相
互に接続された中間ノードがフローティングとなってい
る。そのため、中間ノードの電位がリークにより他の電
位にならないように、Vcc/2に補償するしくみが必要
であり、その方式として、次の2つの方式が提案されて
いる。
In this plate line non-driving system, the plate line is fixed to Vcc / 2 which is half of the power supply potential Vcc, and the intermediate node where the cell transistor and the capacitor are connected to each other is floating. ing. Therefore, it is necessary to provide a mechanism for compensating the potential of the intermediate node to Vcc / 2 so that the potential of the intermediate node does not become another potential due to leakage. The following two schemes have been proposed.

【0005】第1の方式は特開平9−82083号公報
に開示されているように、ダイナミックランダムアクセ
スメモリ(DRAM)のようにリフレッシュを行い、リ
ークによる中間ノードの電位低下を補う方式である。
The first method is a method of refreshing like a dynamic random access memory (DRAM), as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-82083, to compensate for a decrease in the potential of the intermediate node due to leakage.

【0006】図4は、従来の強誘電体メモリ装置のメモ
リセルの一構成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a memory cell of a conventional ferroelectric memory device.

【0007】本従来例は図4に示すように、2つの電極
間に強誘電体を挟んで形成された強誘電体キャパシタ1
1と、ゲート端子がワード線30に接続され、ドレイン
端子がビット線40に接続され、ソース端子が強誘電体
キャパシタ11の一方の電極に接続されたセルトランジ
スタ12とから構成されており、強誘電体キャパシタ1
1の他方の電極にはプレート線50が接続されている。
また、ゲート端子がプリチャージ線70aに接続され、
ドレイン端子がビット線40に接続され、ソース端子が
GNDに接続されたプリチャージトランジスタ60a
と、ゲート端子がプリチャージ線70bに接続され、ド
レイン端子がビット線40に接続され、ソース端子がV
cc/2に設定されたプリチャージトランジスタ60b
と、ビット線40上に出力された電位を検知し、増幅す
るセンスアンプ80とが設けられている。
In this conventional example, as shown in FIG. 4, a ferroelectric capacitor 1 formed with a ferroelectric material sandwiched between two electrodes is used.
1 and a cell transistor 12 having a gate terminal connected to the word line 30, a drain terminal connected to the bit line 40, and a source terminal connected to one electrode of the ferroelectric capacitor 11. Dielectric capacitor 1
A plate line 50 is connected to one other electrode.
Further, the gate terminal is connected to the precharge line 70a,
A precharge transistor 60a having a drain terminal connected to the bit line 40 and a source terminal connected to GND.
And the gate terminal is connected to the precharge line 70b, the drain terminal is connected to the bit line 40, and the source terminal is
Precharge transistor 60b set to cc / 2
And a sense amplifier 80 for detecting and amplifying the potential output on the bit line 40.

【0008】以下に、上記のように構成された強誘電体
メモリ装置の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the ferroelectric memory device configured as described above will be described.

【0009】図5は、図4に示した強誘電体メモリ装置
の動作の一例を説明するためのタイミングチャートであ
る。なお、プレート線50はVcc/2に固定されてい
る。
FIG. 5 is a timing chart for explaining an example of the operation of the ferroelectric memory device shown in FIG. The plate line 50 is fixed at Vcc / 2.

【0010】まず、プリチャージ線70aを電源電位V
ccに設定し、プリチャージトランジスタ70aを導通状
態とすることによりビット線40をGND電位Vssにプ
リチャージし、その後、プリチャージトランジスタ70
aを非導通状態とすることによりビット線40をフロー
ティングにする。
First, the precharge line 70a is connected to the power supply potential V
cc, and the precharge transistor 70a is turned on to precharge the bit line 40 to the GND potential Vss.
The bit line 40 is floated by setting a to a non-conductive state.

【0011】次に、ワード線30の電位をGND電位V
ssからVcc+Vth(Vth:セルトランジスタ12のしき
い値電圧)に設定し、それにより、セルトランジスタ1
2を導通状態とする。
Next, the potential of the word line 30 is changed to the GND potential V
ss to Vcc + Vth (Vth: threshold voltage of the cell transistor 12).
2 is made conductive.

【0012】すると、強誘電体キャパシタ11の分極状
態に応じた電荷がビット線40に出力される。なお、こ
のとき、強誘電体キャパシタ11の分極状態が、セルト
ランジスタ12を導通状態としたときに分極反転する方
向であれば、ビット線40の電位変化量は大きくなり、
逆に、分極反転しない方向であれば、ビット線40の電
位変化量は小さくなる。
Then, a charge corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor 11 is output to the bit line 40. At this time, if the polarization state of the ferroelectric capacitor 11 is a direction in which the polarization is inverted when the cell transistor 12 is turned on, the potential change amount of the bit line 40 becomes large,
Conversely, if the polarization is not reversed, the potential change amount of the bit line 40 becomes small.

【0013】ビット線40に出力された電位は、センス
アンプ80により検知され、増幅される。
The potential output to the bit line 40 is detected and amplified by a sense amplifier 80.

【0014】その後、センスアンプ80において増幅さ
れた読み出しデータは、適当なバッファ(不図示)を介
してメモリ装置外部に出力される。
Thereafter, the read data amplified by the sense amplifier 80 is output to the outside of the memory device via an appropriate buffer (not shown).

【0015】また、メモリセルに対して書込みを行う場
合は、まず、メモリ装置外部から入力される書込みデー
タに対応する電位をビット線40に設定する。
When writing to a memory cell, first, a potential corresponding to write data input from outside the memory device is set to the bit line 40.

【0016】次に、プリチャージ線70bを電源電位V
ccに設定してプリチャージトランジスタ60bを導通状
態とし、それにより、ビット線40をVcc/2に設定す
ることにより、メモリセルへの再書き込みを完了させ
る。
Next, the precharge line 70b is connected to the power supply potential V.
cc to turn on the precharge transistor 60b, thereby setting the bit line 40 to Vcc / 2, thereby completing rewriting to the memory cell.

【0017】その後、ワード線30の電位をVcc+Vth
からGND電位Vssに戻すことにより、セルトランジス
タ12を非導通状態とし、1動作サイクルが終了する。
Thereafter, the potential of the word line 30 is set to Vcc + Vth
, The cell transistor 12 is turned off, and one operation cycle ends.

【0018】ここで、セルトランジスタ12が長時間非
導通状態となっていると、中間ノード13は、例えば基
板へのリークがあるためにGND電位Vssとなってしま
う。そのため、ビット線40をVcc/2に設定した状態
でセルトランジスタ12を導通状態とするリフレッシュ
サイクルを設け、それにより、中間ノード13がVcc/
2に補償されている。
Here, if the cell transistor 12 is in a non-conductive state for a long time, the intermediate node 13 becomes the GND potential Vss due to, for example, leakage to the substrate. Therefore, a refresh cycle is provided in which the cell transistor 12 is turned on with the bit line 40 set to Vcc / 2, whereby the intermediate node 13 is set to Vcc /
2 has been compensated.

【0019】第2の方式は特公平7−13877号公報
に開示されているように、各動作サイクルの間に、全ビ
ット線をVcc/2、全ワード線をVcc/2+Vth(Vt
h:セルトランジスタのしきい値電圧)にそれぞれ設定
することにより、リークによる中間ノードの電位低下を
ビット線から補う方式である。
In the second method, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-13877, during each operation cycle, all bit lines are connected to Vcc / 2 and all word lines are connected to Vcc / 2 + Vth (Vt).
h: the threshold voltage of the cell transistor) to compensate for the potential drop at the intermediate node due to leakage from the bit line.

【0020】図6は、図4に示した強誘電体メモリ装置
の動作の他の例を説明するためのタイミングチャートで
ある。なお、プレート線50はVcc/2に固定されてい
る。
FIG. 6 is a timing chart for explaining another example of the operation of the ferroelectric memory device shown in FIG. The plate line 50 is fixed at Vcc / 2.

【0021】動作サイクルに入る前の時点では、ビット
線40の電位をVcc/2、かつワード線30の電位をV
cc/2+Vthにそれぞれ設定することにより、中間ノー
ド13のリークによる電位低下をビット線40から補っ
ている。
Before entering the operation cycle, the potential of the bit line 40 is set to Vcc / 2 and the potential of the word line 30 is set to Vcc.
By setting to cc / 2 + Vth, the potential drop due to the leak at the intermediate node 13 is compensated from the bit line 40.

【0022】この状態から、まず、ワード線30の電位
をGND電位Vssに設定することによりセルトランジス
タ12を非導通状態とし、その後、ビット線40を一度
GND電位Vssにプリチャージしてからフローティング
にする。
In this state, the cell transistor 12 is turned off by setting the potential of the word line 30 to the GND potential Vss, and then the bit line 40 is once precharged to the GND potential Vss and then floated. I do.

【0023】次に、上述した第1の方式と同様に、セル
トランジスタ12を導通状態とし、強誘電体キャパシタ
11の分極状態に応じた電位をビット線40上に出力さ
せ、ビット線40上に出力されたデータ電圧をセンスア
ンプ80により検知増幅させ、読み書きを行う。
Next, as in the first method described above, the cell transistor 12 is turned on, and a potential corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor 11 is output on the bit line 40. The output data voltage is detected and amplified by the sense amplifier 80 to perform reading and writing.

【0024】次に、セルトランジスタ12を非導通状態
とし、その後、再び、中間ノード13のリークによる電
位低下をビット線40から補うために、ビット線40の
電位をVcc/2に戻し、最後にワード線30の電位をV
cc/2+Vthに戻す。
Next, the cell transistor 12 is turned off, and thereafter, the potential of the bit line 40 is returned to Vcc / 2 to compensate for the potential drop due to the leakage of the intermediate node 13 from the bit line 40 again. The potential of the word line 30 is set to V
Return to cc / 2 + Vth.

【0025】このように、第2の方式においては、各動
作サイクルの間に中間ノードの電位が補償されるため、
第1の方式のようなリフレッシュサイクルを必要としな
い。
As described above, in the second method, the potential of the intermediate node is compensated during each operation cycle.
It does not require a refresh cycle as in the first method.

【0026】また、上述した従来例の他に、特開平3−
40298号公報に開示されているように、全てのメモ
リセルのプレート線に同時にパルスを印加することを特
徴とするプレート線駆動型の強誘電体メモリ装置におい
て、ワード線により選択されていないメモリセルでは、
強誘電体キャパシタの2つの電極間に配置された短絡ト
ランジスタを導通状態とし、それにより、プレート線に
印加されたパルスにより強誘電体キャパシタの電極間に
大きな電位差が生じないようにする技術が提案されてい
る。
In addition to the above-mentioned conventional example, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent No. 40298, in a plate line drive type ferroelectric memory device characterized in that a pulse is simultaneously applied to plate lines of all memory cells, a memory cell not selected by a word line Then
A technique has been proposed in which a short-circuit transistor disposed between two electrodes of a ferroelectric capacitor is made conductive, so that a pulse applied to a plate line does not cause a large potential difference between the electrodes of the ferroelectric capacitor. Have been.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の強誘電体メモリ装置においては、以下に
記載するような問題点がある。
However, the above-mentioned conventional ferroelectric memory device has the following problems.

【0028】(1)特開平9−82083号公報に開示
されたものにおいて リフレッシュサイクルを外部から入れる必要があるた
め、チップ仕様が複雑になってしまう。
(1) In the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-82083, since a refresh cycle must be externally input, the chip specification becomes complicated.

【0029】(2)特公平7−13877号公報に開示
されたものにおいて 各動作サイクル毎に、全ワード線をVcc/2+Vthから
GND電位Vssに設定し、続いて通常の読み書きを行
い、最後に全ワード線をGND電位VssからVcc/2+
Vthに戻すという動作を行うが、この動作の中で、全ワ
ード線をVcc/2+VthからGND電位Vssに設定する
過程と、全ワード線をGND電位VssからVcc/2+V
thに戻す過程において、速度オーバーヘッド及び消費電
力が大きくなってしまう。
(2) In the device disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-13877, every word line is set from Vcc / 2 + Vth to the GND potential Vss for each operation cycle, and then normal reading and writing are performed. All word lines are changed from GND potential Vss to Vcc / 2 +
An operation of returning to Vth is performed. In this operation, all word lines are set from Vcc / 2 + Vth to GND potential Vss, and all word lines are set from GND potential Vss to Vcc / 2 + V.
In the process of returning to th, speed overhead and power consumption increase.

【0030】(3)特開平3−40298号公報に開示
されたものにおいて 短絡トランジスタの抵抗と強誘電体キャパシタの容量に
より、中間ノードの電位変化がプレート線の電位変化に
対し僅かに遅れ、強誘電体キャパシタの電極間に電位差
が生じ、強誘電体キャパシタの分極量が初期状態INI
から減少してしまう。
(3) In the device disclosed in JP-A-3-40298, a change in the potential of the intermediate node is slightly delayed from a change in the potential of the plate line due to the resistance of the short-circuit transistor and the capacitance of the ferroelectric capacitor. A potential difference occurs between the electrodes of the dielectric capacitor, and the amount of polarization of the ferroelectric capacitor changes to the initial state INI.
From.

【0031】図7は、電極間を短絡させる機能を有する
強誘電体メモリ装置に生じる分極量の減少を説明するた
めの図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a decrease in the amount of polarization that occurs in a ferroelectric memory device having a function of short-circuiting between electrodes.

【0032】図7に示すように、1サイクル当たりのこ
の分極減少量は僅かであるが、メモリセルがワード線に
より選択されない間は、この1サイクル当たりの分極減
少量が累積されていってしまう。
As shown in FIG. 7, the amount of polarization reduction per cycle is small, but the amount of polarization reduction per cycle is accumulated unless a memory cell is selected by a word line. .

【0033】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、リフレッシ
ュサイクルを外部から入れる必要がなく、速度面のオー
バーヘッドを生じさせることがなく、消費電力が小さ
く、さらに分極量が減少することのない強誘電体メモリ
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and does not require an external refresh cycle, does not cause speed overhead, and consumes no power. It is an object of the present invention to provide a ferroelectric memory device which has low power and does not reduce the amount of polarization.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、2つの電極間に強誘電体を挟んで形成され
た強誘電体キャパシタと、ゲート端子がワード線に接続
され、ドレイン端子がビット線に接続され、ソース端子
が前記強誘電体キャパシタの一方の電極に接続されたセ
ルトランジスタとからなり、前記強誘電体キャパシタの
他方の電極がプレート線に接続されたメモリセルがマト
リクス状に配置されたセルアレイを有する強誘電体メモ
リ装置において、前記プレート線は、通電中においては
電源レベルの1/2のレベルに固定され、前記メモリセ
ルが非選択状態の場合に、前記セルトランジスタのソー
ス端子を前記電源レベルの1/2のレベルに設定する電
位設定部を有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a ferroelectric capacitor having a ferroelectric material sandwiched between two electrodes, a gate terminal connected to a word line, and a A memory cell having a terminal connected to a bit line, a source terminal connected to one electrode of the ferroelectric capacitor, and the other electrode of the ferroelectric capacitor connected to a plate line is a matrix. In the ferroelectric memory device having a cell array arranged in a matrix, the plate line is fixed to a half of a power supply level during energization, and the cell transistor is turned on when the memory cell is in a non-selected state. And a potential setting unit for setting the source terminal of the power supply to half the power supply level.

【0035】また、前記電位設定部は、前記メモリセル
が非選択状態の場合に、前記強誘電体キャパシタの2つ
の電極間を短絡させることにより、前記セルトランジス
タのソース端子を前記電源レベルの1/2のレベルに設
定することを特徴とする。
Further, when the memory cell is in a non-selected state, the potential setting section short-circuits the two electrodes of the ferroelectric capacitor to set the source terminal of the cell transistor to the power supply level of one. / 2 level.

【0036】また、前記電位設定部は、ゲート端子に外
部からの制御信号が入力され、ドレイン端子が前記セル
トランジスタのソース端子に接続され、ソース端子が前
記プレート線と接続された電位補償トランジスタである
ことを特徴とする。
The potential setting unit is a potential compensation transistor having a gate terminal to which an external control signal is input, a drain terminal connected to a source terminal of the cell transistor, and a source terminal connected to the plate line. There is a feature.

【0037】また、前記ビット線をプリチャージするた
めのプリチャージトランジスタを有することを特徴とす
る。
Further, the semiconductor device is characterized by having a precharge transistor for precharging the bit line.

【0038】また、前記強誘電体メモリ装置の駆動方法
であって、前記セルトランジスタのソース端子を前記電
源レベルの1/2のレベルに設定するタイミングと前記
ビット線をプリチャージするタイミングとを同時とする
ことを特徴とする。
Also, in the method of driving the ferroelectric memory device, the timing of setting the source terminal of the cell transistor to a half of the power supply level and the timing of precharging the bit line are simultaneously performed. It is characterized by the following.

【0039】また、前記強誘電体メモリ装置の駆動方法
であって、前記セルトランジスタのソース端子をフロー
ティングにするタイミングと前記ビット線をフローティ
ングにするタイミングとを同時とすることを特徴とす
る。
Further, the method of driving the ferroelectric memory device is characterized in that the timing for floating the source terminal of the cell transistor and the timing for floating the bit line are simultaneous.

【0040】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、プレート線が、通電中において電源レベルの
1/2のレベルに固定され、さらに、電位設定部によっ
て、メモリセルが非選択状態の場合に中間ノードとなる
セルトランジスタのソース端子が電源レベルの1/2の
レベルに設定されており、ワード線により選択されたメ
モリセルにおいてだけ、中間ノードがフローティングに
される。
(Operation) In the present invention configured as described above, the plate line is fixed to a level of 1/2 of the power supply level during energization, and the memory cell is set in the non-selected state by the potential setting unit. In this case, the source terminal of the cell transistor serving as the intermediate node is set to half the power supply level, and the intermediate node is floated only in the memory cell selected by the word line.

【0041】それにより、ワード線に沿って配置された
制御線を1サイクル当たり1本動作させればよく、消費
電力を低減することができる。
As a result, it is sufficient to operate one control line arranged along the word line per cycle, and power consumption can be reduced.

【0042】また、中間ノードを電源レベルの1/2の
レベルに設定するタイミングとビット線をプリチャージ
するのタイミングとを同時とし、中間ノードをフローテ
ィングにするタイミングとビット線をフローティングに
するタイミングとを同時とすることが可能であるので、
電位設定部を設けた場合においても、速度面のオーバー
ヘッドが生じることはない。
The timing for setting the intermediate node to half the power supply level and the timing for precharging the bit line are set at the same time, and the timing for floating the intermediate node and the timing for floating the bit line. Is possible at the same time,
Even when the potential setting unit is provided, there is no overhead in terms of speed.

【0043】また、ワード線により選択されていないメ
モリセルにおいて、プレート線と中間ノードの電位が、
電源レベルの1/2のレベルに固定されているので、強
誘電体キャパシタの電極間に電位差が生じることがな
く、分極量が減少することはない。
In a memory cell not selected by the word line, the potentials of the plate line and the intermediate node are
Since the voltage is fixed to a half of the power supply level, no potential difference occurs between the electrodes of the ferroelectric capacitor, and the amount of polarization does not decrease.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0045】図1は、本発明の強誘電体メモリ装置の実
施の一形態を示すブロック図であり、図2は、図1に示
したメモリセル10−1〜10−n及び電位設定部20
−1〜20−nの回路構成を示す図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a ferroelectric memory device according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a memory cell 10-1 to 10-n and a potential setting section 20 shown in FIG.
It is a figure which shows the circuit structure of -1 to 20-n.

【0046】本形態は図1に示すように、ワード線30
及びビット線40にそれぞれ接続されたメモリセル10
−1〜10−nと、制御線90にそれぞれ接続され、メ
モリセル10−1〜10−nの電位を設定する電位設定
部20−1〜20−nとがマトリクス状に接続されて構
成されており、ビット線40にはセンスアンプ80が接
続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG.
And memory cells 10 connected to bit lines 40, respectively.
-1 to 10-n, and potential setting units 20-1 to 20-n connected to the control line 90 and setting the potentials of the memory cells 10-1 to 10-n, respectively. The sense amplifier 80 is connected to the bit line 40.

【0047】さらに図2に示すように、メモリセル10
−1〜10−nは、2つの電極間に強誘電体を挟んで形
成された強誘電体キャパシタ11と、ゲート端子がワー
ド線30に接続され、ドレイン端子がビット線40に接
続され、ソース端子が強誘電体キャパシタ11の一方の
電極に接続されたセルトランジスタ12とから構成され
ており、強誘電体キャパシタ11の他方の電極にはプレ
ート線50が接続されている。また、電位設定部20−
1〜20−nは、ゲート端子が制御線90に接続され、
ドレイン端子がセルトランジスタ12のソース端子に接
続され、ソース端子がプレート線50と接続された電位
補償トランジスタ21から構成されている。さらに、ゲ
ート端子がプリチャージ線70に接続され、ドレイン端
子がビット線40に接続され、ソース端子がGNDに接
続されたプリチャージトランジスタ60と、ビット線4
0上に出力された電位を検知し、増幅するセンスアンプ
80とが設けられている。
Further, as shown in FIG.
Reference numerals -1 to 10-n denote a ferroelectric capacitor 11 formed with a ferroelectric material sandwiched between two electrodes, a gate terminal connected to a word line 30, a drain terminal connected to a bit line 40, and a source The terminal includes a cell transistor 12 connected to one electrode of the ferroelectric capacitor 11, and a plate line 50 is connected to the other electrode of the ferroelectric capacitor 11. Further, the potential setting unit 20-
1 to 20-n have their gate terminals connected to the control line 90,
The drain terminal is connected to the source terminal of the cell transistor 12, and the source terminal is composed of the potential compensation transistor 21 connected to the plate line 50. Further, a precharge transistor 60 having a gate terminal connected to the precharge line 70, a drain terminal connected to the bit line 40, and a source terminal connected to GND, and a bit line 4
A sense amplifier 80 is provided for detecting and amplifying the potential output above zero.

【0048】以下に、上記のように構成された強誘電体
メモリ装置の動作について説明する。
The operation of the ferroelectric memory device configured as described above will be described below.

【0049】図3は、図1及び図2に示した強誘電体メ
モリ装置の動作を説明するためのタイミングチャートで
ある。なお、プレート線50はVcc/2に固定されてい
る。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the ferroelectric memory device shown in FIGS. The plate line 50 is fixed at Vcc / 2.

【0050】まず、プリチャージ線70を電源電位Vcc
に設定し、プリチャージトランジスタ60を導通状態と
することによりビット線40をGND電位Vssにプリチ
ャージし、その後、プリチャージトランジスタ60を非
導通状態とすることによりビット線40をフローティン
グにする。
First, the precharge line 70 is connected to the power supply potential Vcc.
, The precharge transistor 60 is turned on to precharge the bit line 40 to the GND potential Vss, and then the precharge transistor 60 is turned off to make the bit line 40 floating.

【0051】同時に、制御線90を電源電位VccからG
ND電位Vssに設定することにより、中間ノード13と
なるセルトランジスタ12のソース端子における電位を
Vcc/2固定からフローティングにする。
At the same time, the control line 90 is changed from the power supply potential Vcc to G
By setting the potential at the ND potential Vss, the potential at the source terminal of the cell transistor 12 serving as the intermediate node 13 is changed from Vcc / 2 fixed to floating.

【0052】次に、ワード線30の電位をGND電位V
ssからVcc+Vth(Vth:セルトランジスタ12のしき
い値電圧)に設定し、それにより、セルトランジスタ1
2を導通状態とする。
Next, the potential of the word line 30 is changed to the GND potential V
ss to Vcc + Vth (Vth: threshold voltage of the cell transistor 12).
2 is made conductive.

【0053】すると、強誘電体キャパシタ11の分極状
態に応じた電荷がビット線40に出力される。このと
き、強誘電体キャパシタ11の分極状態が、セルトラン
ジスタ12を導通状態としたときに分極反転する方向で
あれば、ビット線40の電位変化量は大きくなり、逆
に、分極反転しない方向であれば、ビット線40の電位
変化量は小さくなる。
Then, a charge corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor 11 is output to the bit line 40. At this time, if the polarization state of the ferroelectric capacitor 11 is a direction in which the polarization is inverted when the cell transistor 12 is turned on, the amount of change in the potential of the bit line 40 becomes large, and conversely, in a direction where the polarization is not inverted. If there is, the amount of change in potential of the bit line 40 becomes small.

【0054】ビット線40に出力された電位は、センス
アンプ80により検知され、増幅される。
The potential output to the bit line 40 is detected and amplified by the sense amplifier 80.

【0055】その後、センスアンプ80において増幅さ
れた読み出しデータは、適当なバッファ(不図示)を介
してメモリ装置外部に出力される。
Thereafter, the read data amplified by the sense amplifier 80 is output to the outside of the memory device via an appropriate buffer (not shown).

【0056】また、メモリセルに対して書込みを行う場
合は、まず、メモリ装置外部から入力される書込みデー
タに対応する電位をビット線40に設定する。
When writing to a memory cell, first, a potential corresponding to write data input from outside the memory device is set to the bit line 40.

【0057】次に、ワード線30の電位を電源電位Vcc
+VthからVssに戻すことにより、セルトランジスタ1
2を非導通状態とする。
Next, the potential of the word line 30 is changed to the power supply potential Vcc.
By returning from + Vth to Vss, the cell transistor 1
2 is turned off.

【0058】その後、ビット線40を初期状態に再プリ
チャージにすると同時に、電位補償トランジスタ21を
導通状態とすることにより、中間ノード13となるセル
トランジスタ12のソース端子における電位をVcc/2
に設定し、再書き込みを完了させ、1サイクルを終え
る。なお、ビット線40をGND電位Vssではなく電源
電位Vccにプリチャージしても、回路動作は同様であ
る。
Thereafter, the bit line 40 is re-precharged to the initial state, and at the same time, the potential compensating transistor 21 is turned on, so that the potential at the source terminal of the cell transistor 12 serving as the intermediate node 13 becomes Vcc / 2.
To complete the rewriting and complete one cycle. Even if the bit line 40 is precharged to the power supply potential Vcc instead of the GND potential Vss, the circuit operation is the same.

【0059】なお、本発明は、上述したような実施の形
態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、
実施の形態が適宜変更され得ることは言うまでもない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and within the scope of the technical idea of the present invention,
It goes without saying that the embodiments can be changed as appropriate.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、リフレッシュサイクルを外部から入れる必
要がなく、速度面のオーバーヘッドを生じさせることが
なく、消費電力が小さく、さらに分極量が減少すること
がなくなる。
Since the present invention is constructed as described above, there is no need to externally provide a refresh cycle, there is no speed overhead, power consumption is small, and the amount of polarization is small. It will not decrease.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の強誘電体メモリ装置の実施の一形態を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a ferroelectric memory device of the present invention.

【図2】図1に示したメモリセル及び電位設定部の回路
構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of a memory cell and a potential setting unit illustrated in FIG. 1;

【図3】図1及び図2に示した強誘電体メモリ装置の動
作を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the ferroelectric memory device shown in FIGS. 1 and 2;

【図4】従来の強誘電体メモリ装置のメモリセルの一構
成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a memory cell of a conventional ferroelectric memory device.

【図5】図4に示した強誘電体メモリ装置の動作の一例
を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart for explaining an example of the operation of the ferroelectric memory device shown in FIG.

【図6】図4に示した強誘電体メモリ装置の動作の他の
例を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining another example of the operation of the ferroelectric memory device shown in FIG. 4;

【図7】電極間を短絡させる機能を有する強誘電体メモ
リ装置に生じる分極量の減少を説明するための図であ
る。
FIG. 7 is a diagram for explaining a decrease in the amount of polarization that occurs in a ferroelectric memory device having a function of short-circuiting between electrodes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10−1〜10−n メモリセル 11 強誘電体キャパシタ 12 セルトランジスタ 13 中間ノード 20−1〜20−n 電位設定部 21 電位補償トランジスタ 30 ワード線 40 ビット線 50 プレート線 60 プリチャージトランジスタ 70 プリチャージ線 80 センスアンプ 90 制御線 10-1 to 10-n Memory cell 11 Ferroelectric capacitor 12 Cell transistor 13 Intermediate node 20-1 to 20-n Potential setting unit 21 Potential compensation transistor 30 Word line 40 Bit line 50 Plate line 60 Precharge transistor 70 Precharge Line 80 sense amplifier 90 control line

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/792 Fターム(参考) 5B024 AA04 BA02 CA07 5F001 AA17 AB20 AF07 5F083 AD69 FR01 GA01 GA05 GA21 GA30 LA03 LA09 LA12 LA16 LA19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/792 F-term (Reference) 5B024 AA04 BA02 CA07 5F001 AA17 AB20 AF07 5F083 AD69 FR01 GA01 GA05 GA21 GA30 LA03 LA09 LA12 LA16 LA19

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの電極間に強誘電体を挟んで形成さ
れた強誘電体キャパシタと、ゲート端子がワード線に接
続され、ドレイン端子がビット線に接続され、ソース端
子が前記強誘電体キャパシタの一方の電極に接続された
セルトランジスタとからなり、前記強誘電体キャパシタ
の他方の電極がプレート線に接続されたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたセルアレイを有する強誘電体メ
モリ装置において、 前記プレート線は、通電中においては電源レベルの1/
2のレベルに固定され、 前記メモリセルが非選択状態の場合に、前記セルトラン
ジスタのソース端子を前記電源レベルの1/2のレベル
に設定する電位設定部を有することを特徴とする強誘電
体メモリ装置。
1. A ferroelectric capacitor formed by sandwiching a ferroelectric material between two electrodes, a gate terminal connected to a word line, a drain terminal connected to a bit line, and a source terminal connected to the ferroelectric material. A ferroelectric memory device comprising a cell array comprising a cell transistor connected to one electrode of a capacitor, and a memory cell in which the other electrode of the ferroelectric capacitor is connected to a plate line in a matrix. The plate line is connected to one-half of the power supply level during energization.
2. A ferroelectric material, comprising: a potential setting section fixed to a level of 2 and setting a source terminal of the cell transistor to a half of the power supply level when the memory cell is in a non-selected state. Memory device.
【請求項2】 請求項1に記載の強誘電体メモリ装置に
おいて、 前記電位設定部は、前記メモリセルが非選択状態の場合
に、前記強誘電体キャパシタの2つの電極間を短絡させ
ることにより、前記セルトランジスタのソース端子を前
記電源レベルの1/2のレベルに設定することを特徴と
する強誘電体メモリ装置。
2. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the potential setting section short-circuits between two electrodes of the ferroelectric capacitor when the memory cell is in a non-selected state. And a source terminal of the cell transistor is set to a half of the power supply level.
【請求項3】 請求項2に記載の強誘電体メモリ装置に
おいて、 前記電位設定部は、ゲート端子に外部からの制御信号が
入力され、ドレイン端子が前記セルトランジスタのソー
ス端子に接続され、ソース端子が前記プレート線と接続
された電位補償トランジスタであることを特徴とする強
誘電体メモリ装置。
3. The ferroelectric memory device according to claim 2, wherein the potential setting unit receives a control signal from an external device at a gate terminal, connects a drain terminal to a source terminal of the cell transistor, and A ferroelectric memory device, wherein a terminal is a potential compensation transistor connected to the plate line.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
強誘電体メモリ装置において、 前記ビット線をプリチャージするためのプリチャージト
ランジスタを有することを特徴とする強誘電体メモリ装
置。
4. The ferroelectric memory device according to claim 1, further comprising a precharge transistor for precharging said bit line.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
強誘電体メモリ装置の駆動方法であって、 前記セルトランジスタのソース端子を前記電源レベルの
1/2のレベルに設定するタイミングと前記ビット線を
プリチャージするタイミングとを同時とすることを特徴
とする強誘電体メモリ装置の駆動方法。
5. The method of driving a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein a timing at which a source terminal of the cell transistor is set to a half of the power supply level. And a timing for precharging the bit line at the same time.
【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
強誘電体メモリ装置の駆動方法であって、 前記セルトランジスタのソース端子をフローティングに
するタイミングと前記ビット線をフローティングにする
タイミングとを同時とすることを特徴とする強誘電体メ
モリ装置の駆動方法。
6. The method for driving a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein a timing for floating the source terminal of the cell transistor and a timing for floating the bit line are provided. And a method for driving a ferroelectric memory device.
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WO2003032323A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-17 Sony Corporation Ferrodielectric non-volatile semiconductor memory
KR101735512B1 (en) 2014-04-01 2017-05-15 주식회사 엘지화학 Secondary battery with improved structure of electrode lead and Method for manufacturing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003032323A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-17 Sony Corporation Ferrodielectric non-volatile semiconductor memory
US6956759B2 (en) 2001-10-01 2005-10-18 Sony Corporation Ferrodielectric non-volatile semiconductor memory
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