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JP2007328864A - Buffered ferroelectric capacitor latch circuit - Google Patents

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JP2007328864A
JP2007328864A JP2006159381A JP2006159381A JP2007328864A JP 2007328864 A JP2007328864 A JP 2007328864A JP 2006159381 A JP2006159381 A JP 2006159381A JP 2006159381 A JP2006159381 A JP 2006159381A JP 2007328864 A JP2007328864 A JP 2007328864A
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Mitsuhiro Yamamura
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Abstract

【課題】従来の主な強誘電体メモリはデータを破壊読み出しするので再書き込みを必要とするか、あるいはメモリセルを行列状に配置して、データを破壊しなとような制御をしていた。したがって、制御回路が複雑で、かつデータ読み出しの際のサイクルタイムが長く、一般的ICの中に取り組むのが容易でなかった。
【解決手段】強誘電体薄膜を有する強誘電体コンデンサと、MOSFETからなるインバータ回路2個を襷がけにしたラッチ回路と、抵抗手段を組み合わせ、電源投入時に電源遮断時の信号電位を自動的に復元する構成とした。
【選択図】図1
The conventional main ferroelectric memory reads data destructively and requires rewriting, or memory cells are arranged in a matrix and control is performed without destroying data. . Therefore, the control circuit is complicated and the cycle time for reading data is long, so that it is not easy to work in a general IC.
A ferroelectric capacitor having a ferroelectric thin film, a latch circuit made of two inverter circuits composed of MOSFETs, and a resistance means are combined to automatically set a signal potential at power-off when the power is turned on. It was set as the structure to restore.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は半導体集積回路において、不揮発性の回路を内蔵する際の電界効果型トランジスタと強誘電体コンデンサと抵抗手段によるラッチ回路の構成に関する。   The present invention relates to a configuration of a latch circuit including a field effect transistor, a ferroelectric capacitor, and resistance means when a nonvolatile circuit is incorporated in a semiconductor integrated circuit.

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。また、集積回路の一部に書き込み、消去可能な不揮発性の回路を内蔵することがしばしば要請される。   In recent years, the importance of electrically writable and erasable nonvolatile memories in the memory field has increased. Further, it is often required to incorporate a nonvolatile circuit that can be written to and erased from a part of the integrated circuit.

不揮発性メモリも様々にあるが、高速性、低電圧特性、低消費電力等の観点から強誘電体メモリが注目されている。強誘電体メモリの具体的な構成は以下の例に示すように様々にある。   There are various types of nonvolatile memories, but ferroelectric memories are attracting attention from the viewpoints of high speed, low voltage characteristics, low power consumption, and the like. There are various specific configurations of the ferroelectric memory as shown in the following examples.

強誘電体メモリの一例としては強誘電体膜内部の残留分極状態により2状態を定義する強誘電体コンデンサに、書き込みの際には強誘電体薄膜の抗電界以上の電圧を極性の異なる2種のかけ方で1か0かの内部分極状態を作り出し、残留分極による保存状態を経て、読み出しの際には強誘電体薄膜の抗電界以上の電圧をかけて電荷を取り出し、1か0かの内部の記憶状態を検知する方法がある。この方法を簡単に示したのが図22、図24、図25、図26である。   An example of a ferroelectric memory is a ferroelectric capacitor that defines two states depending on the remanent polarization state inside the ferroelectric film, and two types of voltages having different polarities at the voltage exceeding the coercive electric field of the ferroelectric thin film at the time of writing. The internal polarization state of 1 or 0 is created by the application method, and after the storage state due to remanent polarization, the charge is taken out by applying a voltage higher than the coercive electric field of the ferroelectric thin film at the time of reading. There is a method for detecting the internal storage state. FIG. 22, FIG. 24, FIG. 25, and FIG. 26 show this method simply.

図22は強誘電体コンデンサの構造を示す断面図である。図22において、2240は無機の強誘電体からなる強誘電体薄膜であり、2241と2242は金属からなる電極である。金属電極2241と2242によって強誘電体薄膜2240を挟む構造により破線2249で示した中の強誘電体コンデンサが構成されている。   FIG. 22 is a sectional view showing the structure of a ferroelectric capacitor. In FIG. 22, 2240 is a ferroelectric thin film made of an inorganic ferroelectric material, and 2241 and 2242 are electrodes made of metal. A ferroelectric capacitor shown by a broken line 2249 is constituted by a structure in which the ferroelectric thin film 2240 is sandwiched between the metal electrodes 2241 and 2242.

図24は図22に示した強誘電体コンデンサの分極電荷−印加電圧特性を示すものである。図24において2401、2402、2403、2404、2405、2406の各点の特性点を通る曲線が図22の強誘電体コンデンサの第1端子2241と第2端子2242の間に加えた電圧Vと内部分極電荷Qの特性を表している。図24の特性点2401は図22の第2端子2242に第1端子2241より正の高い電圧Vを加えた状態を示し、図24の特性点2404は図22の第1端子2241に第2端子2242より正の高い電圧Vを加えた状態を示している。図24の特性点2401と特性点2404においては内部の分極は正負、逆の分極をする。特性点2401の状態にあった強誘電体コンデンサの第1端子と第2端子の電位差を0として開放すると、内部の分極は残留分極として保存され、特性点2402に示す状態となる。また、特性点2404の状態にあった強誘電体コンデンサの第1端子と第2端子の電位差を0として開放すると、内部の分極は残留分極として保存されて、特性点2405に示す状態となる。したがって、強誘電体コンデンサの内部分極電荷と印加電圧はヒステリシス特性を持っていると同時に、強誘電体コンデンサの両端の端子を開放し、電圧を0としても前の状態によって、異なった残留分極を有している。この状態が特性点2402と特性点2405に相当して、不揮発性のデータを残留分極の形で記憶できることが解る。   FIG. 24 shows the polarization charge-applied voltage characteristics of the ferroelectric capacitor shown in FIG. In FIG. 24, a curve passing through characteristic points 2401, 2402, 2403, 2404, 2405, and 2406 is a voltage V applied between the first terminal 2241 and the second terminal 2242 of the ferroelectric capacitor in FIG. The characteristic of the polarization charge Q is represented. A characteristic point 2401 in FIG. 24 shows a state in which a positive voltage V higher than that of the first terminal 2241 is applied to the second terminal 2242 in FIG. 22, and a characteristic point 2404 in FIG. 24 corresponds to the second terminal 2241 in FIG. A state in which a voltage V higher than 2242 is applied is shown. In the characteristic point 2401 and the characteristic point 2404 in FIG. 24, the internal polarization is positive / negative and reverse. When the potential difference between the first terminal and the second terminal of the ferroelectric capacitor that was in the state of the characteristic point 2401 is opened with 0, the internal polarization is stored as remanent polarization, and the state shown in the characteristic point 2402 is obtained. When the potential difference between the first terminal and the second terminal of the ferroelectric capacitor that was in the state of the characteristic point 2404 is opened with 0, the internal polarization is stored as remanent polarization and the state shown in the characteristic point 2405 is obtained. Therefore, the internal polarization charge of the ferroelectric capacitor and the applied voltage have hysteresis characteristics, and at the same time, the terminals at both ends of the ferroelectric capacitor are opened, and even if the voltage is set to 0, the residual polarization varies depending on the previous state. Have. It can be seen that this state corresponds to the characteristic point 2402 and the characteristic point 2405, and that nonvolatile data can be stored in the form of remanent polarization.

また、図24において、特性点2404にあったときの分極電荷は前述したように電源を切っても特性点2405におれる分極電荷が残留分極として残るが、それのみならず、このときの極性と同じ分極は電圧を逆方向にかけていってもしばらくは残っている。完全に消えるのは特性点2406に達したときである。このときの電圧を抗電圧と呼ぶ。   In FIG. 24, the polarization charge at the characteristic point 2404 remains as residual polarization even when the power is turned off as described above, but the polarization charge at this time is not limited to this. The same polarization remains for a while even when the voltage is applied in the opposite direction. It disappears when the characteristic point 2406 is reached. The voltage at this time is called a coercive voltage.

なお、図24の特性点2401〜2406に対応する強誘電体コンデンサの内部分極の各状態を模式的に示すと、それぞれ図25の(A)〜(F)に示すようになる。ただし、図24における印加電圧Vは、図25において上部のコンデンサの電極を基準として正負を定めている。なお、図25において強誘電体コンデンサにおける2枚の電極板の内部における丸に囲まれて+、−で表示したものが分極電荷を表し、電極板の外側の単に+、−で表示したものは電荷を表している。図24および図25から解るように強誘電体薄膜にかかる電圧が0になった場合でも、強誘電体薄膜内部の残留分極は前の状態、履歴によって異なった状態を保っている。つまり図25の(B)の状態と(E)の状態はともに印加電圧は0であるが、内部の残留分極の極性は全く逆となっている。   The states of the internal polarization of the ferroelectric capacitors corresponding to the characteristic points 2401 to 2406 in FIG. 24 are schematically shown in FIGS. 25 (A) to (F), respectively. However, the applied voltage V in FIG. 24 is positive or negative with reference to the electrode of the upper capacitor in FIG. In FIG. 25, a ferroelectric capacitor surrounded by a circle inside two electrode plates and indicated by + and − represents a polarization charge, and a symbol indicated by + and − outside the electrode plate is simply It represents an electric charge. As can be seen from FIGS. 24 and 25, even when the voltage applied to the ferroelectric thin film becomes zero, the remanent polarization inside the ferroelectric thin film remains different depending on the previous state and history. In other words, in both the states of (B) and (E) of FIG. 25, the applied voltage is 0, but the polarity of the internal remanent polarization is completely reversed.

また、図24に示すように、強誘電体コンデンサの両端の端子が開放された状態から端子間に電圧V(ΔVB)をかけると、特性点2404に移動する。このとき、前の状態が特性点2402であれば図24に示すΔQ1の電荷が取り出され、特性点2405の状態であればΔQ0の電荷が取り出される。図24から明らかにΔQ1≫ΔQ0であるので、適切な検出回路を通せば残留分極として記憶されていた前の状態の相違を判別できて、データ1または0等として利用できる。 Also, as shown in FIG. 24, when a voltage V (ΔV B ) is applied between the terminals from the state where the terminals at both ends of the ferroelectric capacitor are opened, the characteristic point 2404 is moved. At this time, if the previous state is the characteristic point 2402, the charge of ΔQ1 shown in FIG. 24 is taken out, and if it is the state of the characteristic point 2405, the charge of ΔQ0 is taken out. Since it is apparent from FIG. 24 that ΔQ1 >> ΔQ0, the difference in the previous state stored as the remanent polarization can be discriminated through an appropriate detection circuit and can be used as data 1 or 0.

なお、以上の構造と特性を持つ強誘電体コンデンサを回路図における記号として図23の(a)もしくは(b)で示したシンボルを用いるものとする。ここで、図23(a)は強誘電体コンデンサがヒステリシス特性を現すような回路上での使用する場合に基本的に用いる。また、図23(b)は強誘電体コンデンサがヒステリシス特性を現さないような回路上での使い方をする場合に基本的に用いるものとする。このような場合、強誘電体コンデンサと同じ構造でありながら、ヒステリシスを示さず、単に比誘電率の大きな静電コンデンサとしての作用と機能を果たすので、高誘電体コンデンサと見なすことも、表現することもある。   Note that the symbol shown in FIG. 23A or 23B is used as a symbol in the circuit diagram of the ferroelectric capacitor having the above structure and characteristics. Here, FIG. 23A is basically used when used on a circuit in which a ferroelectric capacitor exhibits hysteresis characteristics. FIG. 23B is basically used when the ferroelectric capacitor is used on a circuit that does not exhibit hysteresis characteristics. In such a case, although it has the same structure as a ferroelectric capacitor, it does not exhibit hysteresis and simply functions and functions as an electrostatic capacitor having a large relative dielectric constant. Sometimes.

また、以上の強誘電体コンデンサを実際に行いる回路構成の例として図26がある。図26は1個のトランジスタと1個の強誘電体コンデンサを用いて1ビットの不揮発性データを記憶する強誘電体メモリ装置の単位メモリセルの構造を示す回路図である。図26において2611は強誘電体コンデンサ、2612はN型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタ(以下MOSFETと略す場合もある。なお、MOSFETとはMetal−Oxide−Semiconductor−Field−Effect−Transistor)である。また、2613はワード線であり、前記MOSFET2612のゲート電極に接続されている。また、2614はビット線であり、前記MOSFET2612のソース、もしくはドレインとなる電極に接続されている。また、2615はプレート線で前記強誘電体コンデンサ2611の一端に接続されている。強誘電体コンデンサ2611の他端は前記MOSFET2612のドレイン、もしくはソースとなる電極に接続されている。以上の回路によって、ビット線2614とプレート線2615に強誘電体コンデンサ2611にかける電位を供給し、ワード線2613によってMOSFET2612をオン(ON)、オフ(OFF)することにより、前述した電荷の書き込み動作と読み出し動作を行う。なお、この方法はデータを読み出す際に電荷を取り出す、つまりデータを破壊してしまうので、破壊読み出しと一般的に呼ばれる方式であり、特許例として特許文献1がある。   FIG. 26 shows an example of a circuit configuration that actually performs the above ferroelectric capacitor. FIG. 26 is a circuit diagram showing the structure of a unit memory cell of a ferroelectric memory device that stores 1-bit nonvolatile data by using one transistor and one ferroelectric capacitor. In FIG. 26, reference numeral 2611 denotes a ferroelectric capacitor, and 2612 denotes an N-type insulated gate field effect transistor (hereinafter sometimes abbreviated as MOSFET. Note that MOSFET is a metal-oxide-semiconductor-field-effect-transistor). Reference numeral 2613 denotes a word line, which is connected to the gate electrode of the MOSFET 2612. Reference numeral 2614 denotes a bit line which is connected to an electrode serving as a source or drain of the MOSFET 2612. Reference numeral 2615 denotes a plate line connected to one end of the ferroelectric capacitor 2611. The other end of the ferroelectric capacitor 2611 is connected to the drain or source electrode of the MOSFET 2612. By the above circuit, the potential applied to the ferroelectric capacitor 2611 is supplied to the bit line 2614 and the plate line 2615, and the MOSFET 2612 is turned on (ON) and turned off (OFF) by the word line 2613. Read operation is performed. This method is a method generally called destructive reading because it takes out charges when reading data, that is, destroys the data.

次に、データを読み出す際にデータを破壊しない、いわゆる非破壊読み出しの強誘電体メモリの従来例を3例、図27、図28、図29に示す。
図27は特許文献2に示された非破壊読み出しの強誘電体メモリの回路図である。図27において、P型MOSFET2711とN型MOSFET2713によるインバータ回路と、P型MOSFET2712とN型MOSFET2714によるインバータ回路とを襷がけに配線してラッチ回路を構成し、各インバータ回路の出力とプレート線2722の間に強誘電体コンデンサ2701と2702を設けている。また、アクセス用のMOSFET2715と2716、およびワード線2721、データ線2723、2724を設け、いわゆるスタティックランダムアクセスメモリと強誘電体コンデンサを組み合わせた構成によって、不揮発性かつ非破壊読み出しの強誘電体メモリを具現化している。
Next, FIG. 27, FIG. 28, and FIG. 29 show three conventional examples of so-called nondestructive read ferroelectric memories that do not destroy data when data is read.
FIG. 27 is a circuit diagram of a non-destructive read ferroelectric memory disclosed in Patent Document 2. In FIG. In FIG. 27, an inverter circuit composed of a P-type MOSFET 2711 and an N-type MOSFET 2713 and an inverter circuit composed of a P-type MOSFET 2712 and an N-type MOSFET 2714 are connected to each other to form a latch circuit. The output of each inverter circuit and the plate line 2722 Ferroelectric capacitors 2701 and 2702 are provided between them. In addition, a non-destructive and non-destructive readout ferroelectric memory is provided by providing access MOSFETs 2715 and 2716, word lines 2721 and data lines 2723 and 2724, and combining a so-called static random access memory and a ferroelectric capacitor. It is embodied.

図28は特許文献3に示された非破壊読み出しの強誘電体メモリの回路図である。図28において、N型MOSFET2813と、2814のゲート電極とドレイン電極を互いに襷がけに配線し、かつ負荷として、前記N型MOSFET2813と2814のドレイン電極と、制御プレート線2822の各間に強誘電体コンデンサ2801と2802を設けている。また、アクセス用のMOSFET2815と2816、およびワード線2821、データ線2823、2824を設け、それらを組み合わせた構成によって、不揮発性かつ非破壊読み出しの強誘電体メモリを具現化している。   FIG. 28 is a circuit diagram of a non-destructive read ferroelectric memory disclosed in Patent Document 3. In FIG. In FIG. 28, the gate electrodes and drain electrodes of N-type MOSFETs 2813 and 2814 are connected to each other, and a ferroelectric substance is provided between the drain electrodes of the N-type MOSFETs 2813 and 2814 and the control plate line 2822 as a load. Capacitors 2801 and 2802 are provided. Further, a non-destructive read ferroelectric memory is realized by providing access MOSFETs 2815 and 2816, word lines 2821 and data lines 2823 and 2824, and combining them.

図29は非特許文献1に示された非破壊読み出しの強誘電体メモリの回路図である。図29において、制御信号付きインバータ回路2921と2922の入力端子と出力端子を互いに襷がけにしてラッチ回路を構成し、制御信号付きインバータ回路2921と2922の出力端子にそれぞれ強誘電体コンデンサ2901と2902を設けている。また、トランスミッションゲート2924、2925と図29における制御信号ENB、CL等を制御することにより、不揮発性かつ非破壊読み出しの強誘電体メモリを具現化している。
なお、以上に述べた非破壊読み出しの図27、図28、図29の回路方式はいずれも強誘電体コンデンサの片側に接続されたプレート線を特別のシーケンスとタイミングで制御することが必須の方式である。
FIG. 29 is a circuit diagram of a non-destructive read ferroelectric memory disclosed in Non-Patent Document 1. In FIG. 29, the input terminals and output terminals of the inverter circuits 2921 and 2922 with control signals are connected to each other to form a latch circuit, and the ferroelectric capacitors 2901 and 2902 are connected to the output terminals of the inverter circuits 2921 and 2922 with control signals, respectively. Is provided. Further, by controlling the transmission gates 2924 and 2925 and the control signals ENB and CL in FIG. 29, a non-destructive read ferroelectric memory is realized.
The above-described non-destructive readout circuit methods shown in FIGS. 27, 28, and 29 all require a special sequence and timing to control the plate line connected to one side of the ferroelectric capacitor. It is.

特開平11−39882号公報JP-A-11-39882 特開2001−283584号公報JP 2001-283484 A 特開2003−59259号公報JP 2003-59259 A 「日経エレクトロニクス2002年1月14日号」日経BP社出版、p.26−27“Nikkei Electronics January 14, 2002 issue” published by Nikkei BP, p. 26-27

しかしながら、上記従来の強誘電体メモリでは以下に述べる問題点を有していた。図22、24、25、26で説明した方法、あるいは特許文献1に示した方法によるデータを破壊読み出しする方式は読み出し後、消えたデータを再書き込みする必要がある。したがって、データを読み出した後に書き込み動作を行うので余計な膨大な素子数の制御回路と無視できない時間を要し、アクセスタイムやサイクルタイムに影響を与えるとともにデバイスとしての寿命を短くする方式であった。   However, the conventional ferroelectric memory has the following problems. The method of destructively reading data by the method described with reference to FIGS. 22, 24, 25, and 26 or the method disclosed in Patent Document 1 requires rewriting of lost data after reading. Therefore, since a write operation is performed after data is read, a control circuit with an excessively large number of elements and a time that cannot be ignored are required, which affects the access time and cycle time and shortens the lifetime of the device. .

また、非破壊読み出しの図27、図28、図29に示した方法、あるいは特許文献2、3もしくは非特許文献1に示した方法はメモリ動作としてのプレート線の制御をはじめとして各制御信号や動作手順を必要とする為に、集積回路にいわゆるエンベディド型として不揮発性メモリを内蔵するときにはメモリの制御を意識して設計する必要があり、集積回路の全体の制御に制約を与え、また専用メモリを扱う知識を必要として、一般的なロジック主体の設計者には扱い難かった。   In addition, the method shown in FIGS. 27, 28, and 29 of nondestructive reading, or the method shown in Patent Document 2, 3 or Non-Patent Document 1, includes control of each control signal including control of a plate line as a memory operation. Because the operation procedure is required, when embedding a non-volatile memory as a so-called embedded type in an integrated circuit, it is necessary to design it with the memory control in mind, giving restrictions to the overall control of the integrated circuit, and dedicated memory It is difficult for general logic-based designers to have knowledge of handling.

また、前記非破壊読み出しの従来回路例は専用メモリとしての構成を前提としている為に、大規模メモリの場合にはよいが、集積回路の中に比較的小容量の読み書き可能な不揮発性メモリを内蔵する場合には周辺回路の大きさと制御回路が大きな面積を占有するので、小容量の不揮発性メモリを効率よく搭載するのには適していなかった。   In addition, since the conventional circuit example of the non-destructive reading is premised on a configuration as a dedicated memory, a relatively small-capacity readable / writable non-volatile memory is provided in the integrated circuit, although it is good for a large-scale memory. In the case of the built-in circuit, the size of the peripheral circuit and the control circuit occupy a large area, which is not suitable for efficiently mounting a small-capacity nonvolatile memory.

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的とするところは、読み書き可能な不揮発性の回路であって、かつ、データの読み出しの際や書き込みの際に格別な制御方式や手順を必要とせず、通常の絶縁ゲート電界効果型トランジスタ回路と同じような取り扱いが可能で、かつ占有面積も少なく、集積回路に容易に内蔵することに適した強誘電体メモリとその回路を提供することである。   Accordingly, the present invention solves such problems, and the object of the present invention is a readable / writable non-volatile circuit, and a special control method when data is read or written. Providing a ferroelectric memory and its circuit that can be handled in the same way as a normal insulated gate field-effect transistor circuit without requiring a procedure, and occupies a small area, and is suitable for being easily embedded in an integrated circuit. It is to be.

上記の課題を解決して、本発明の目的を達成するために、各発明は以下のように構成した。
すなわち第1の発明は、第1、第2の強誘電体コンデンサと、第1電源端子および第2電源端子を電源とする第1、第2のインバータ回路と、を有し、前記第1インバータ回路と第2インバータ回路の入力端子と出力端子を互いに襷がけにしてラッチ回路を構成し、前記第1の強誘電体コンデンサを前記第1インバータ回路の出力端子と入力端子の間に接続し、前記第2の強誘電体コンデンサを前記第2インバータ回路の出力端子と入力端子の間に接続して強誘電体コンデンサラッチ回路を構成し、かつ甲と乙の抵抗手段を含む緩衝回路を前記強誘電体コンデンサラッチ回路の第1、第2のインバータ回路の出力端子にそれぞれ接続したものである。
In order to solve the above-described problems and achieve the object of the present invention, each invention is configured as follows.
In other words, the first invention includes first and second ferroelectric capacitors, and first and second inverter circuits that use the first power supply terminal and the second power supply terminal as power supplies, and the first inverter The input terminal and the output terminal of the circuit and the second inverter circuit are connected to each other to form a latch circuit, and the first ferroelectric capacitor is connected between the output terminal and the input terminal of the first inverter circuit; The second ferroelectric capacitor is connected between the output terminal and the input terminal of the second inverter circuit to form a ferroelectric capacitor latch circuit, and a buffer circuit including a first and second resistance means is provided for the strong circuit. The dielectric capacitor latch circuit is connected to the output terminals of the first and second inverter circuits.

第2の発明は第1の発明において、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の構成を、第1、第2の強誘電体コンデンサと、第1、第2、第3、第4のコンデンサと、第1電源端子および第2電源端子を電源とする第1、第2のインバータ回路と、を有し、前記第1インバータ回路と第2インバータ回路の入力端子と出力端子を互いに襷がけにしてラッチ回路を構成し、前記第1の強誘電体コンデンサを前記第1インバータ回路の出力端子と、入力端子の間に接続し、前記第2の強誘電体コンデンサを前記第2インバータ回路の出力端子と入力端子の間に接続し、前記第1コンデンサを前記第1インバータ回路の出力端子と前記第2電源端子の間に接続し、前記第2コンデンサを前記第2インバータ回路の出力端子と前記第2電源端子の間に接続し、前記第3コンデンサを前記第1インバータ回路の出力端子と前記第1電源端子の間に接続し、前記第4コンデンサを前記第2インバータ回路の出力端子と前記第1電源端子の間に接続したものである。   According to a second invention, in the first invention, the ferroelectric capacitor latch circuit includes a first and second ferroelectric capacitors, first, second, third and fourth capacitors, A first power source terminal and a first power source terminal and a second power source terminal as a power source, and a latch circuit in which the input terminal and the output terminal of the first inverter circuit and the second inverter circuit are connected to each other. The first ferroelectric capacitor is connected between the output terminal of the first inverter circuit and the input terminal, and the second ferroelectric capacitor is input to the output terminal of the second inverter circuit. The first capacitor is connected between the output terminal of the first inverter circuit and the second power supply terminal, and the second capacitor is connected between the output terminal of the second inverter circuit and the second power supply. Connected between terminals The third capacitor is connected between the output terminal of the first inverter circuit and the first power supply terminal, and the fourth capacitor is connected between the output terminal of the second inverter circuit and the first power supply terminal. Is.

第3の発明は、第2の発明に加え、更に前記強誘電体コンデンサラッチ回路の構成を、前記第1のインバータ回路の出力端子と前記第2のインバータ回路の入力端子の間に第1の抵抗手段を介し、前記第2のインバータ回路の出力端子と前記第1のインバータ回路の入力端子の間に第2の抵抗手段を介したものである。   According to a third aspect of the invention, in addition to the second aspect of the invention, the ferroelectric capacitor latch circuit further includes a first capacitor circuit between the output terminal of the first inverter circuit and the input terminal of the second inverter circuit. The second resistance means is interposed between the output terminal of the second inverter circuit and the input terminal of the first inverter circuit via the resistance means.

第4の発明は、第3の発明に加え、更に前記強誘電体コンデンサラッチ回路の構成を、前記第1の強誘電体コンデンサの一端と前記第1のインバータ回路の出力端子の間に第3の抵抗手段を介し、前記第2の強誘電体コンデンサの一端と前記第2のインバータ回路の出力端子の間に第4の抵抗手段を介したものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the third aspect, the ferroelectric capacitor latch circuit has a third configuration between one end of the first ferroelectric capacitor and the output terminal of the first inverter circuit. The fourth resistance means is interposed between one end of the second ferroelectric capacitor and the output terminal of the second inverter circuit through the resistance means.

第5の発明は、第2または第3または第4の発明において、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の第1、第2、第3、第4のコンデンサの一部、もしくは全部を前記第1、第2の強誘電体コンデンサと同じ構造で形成したものである。   According to a fifth invention, in the second, third, or fourth invention, a part or all of the first, second, third, and fourth capacitors of the ferroelectric capacitor latch circuit are the first, It is formed with the same structure as the second ferroelectric capacitor.

第6の発明は第1から第4の発明のいずれかにおいて、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の第1、第2のインバータ回路は、第1の導電型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタと第2の導電型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタを有し、前記第1の導電型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのソース電極は第1電源端子に接続され、前記第2の導電型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのソース電極は第2電源端子に接続され、前記二つの絶縁ゲート電界効果型トランジスタのドレイン電極およびゲート電極はそれぞれ互いに接続された構成からなるものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the first and second inverter circuits of the ferroelectric capacitor latch circuit include a first conductivity type insulated gate field effect transistor and a second Of the first conductivity type insulated gate field effect transistor, the source electrode of the first conductivity type insulated gate field effect transistor is connected to a first power supply terminal, and the second conductivity type insulated gate field effect transistor. The source electrode of the type transistor is connected to the second power supply terminal, and the drain electrode and the gate electrode of the two insulated gate field effect transistors are connected to each other.

第7の発明は第3または第4の発明において、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の前記抵抗手段の一部、もしくは全部にポリシリコンを用いたものである。   According to a seventh invention, in the third or fourth invention, polysilicon is used for a part or all of the resistance means of the ferroelectric capacitor latch circuit.

第8の発明は第3または第4の発明において、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の前記抵抗手段の一部、もしくは全部に絶縁ゲート電界効果型トランジスタを用いたものである。   According to an eighth invention, in the third or fourth invention, an insulated gate field effect transistor is used for a part or all of the resistance means of the ferroelectric capacitor latch circuit.

第9の発明は第1から第4の発明のいずれかにおいて、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の前記強誘電体コンデンサを構成する強誘電体薄膜は無機強誘電体からなるものである。   According to a ninth invention, in any one of the first to fourth inventions, the ferroelectric thin film constituting the ferroelectric capacitor of the ferroelectric capacitor latch circuit is made of an inorganic ferroelectric substance.

第10の発明は第1から第4の発明のいずれかにおいて、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の前記強誘電体コンデンサを構成する強誘電体薄膜は有機強誘電体からなるものである。   According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the ferroelectric thin film constituting the ferroelectric capacitor of the ferroelectric capacitor latch circuit is made of an organic ferroelectric.

第11の発明は第1の発明において、前記緩衝回路における抵抗手段の一部、もしくは全部がポリシリコンを用いたものである。   In an eleventh aspect based on the first aspect, part or all of the resistance means in the buffer circuit uses polysilicon.

第12の発明は第1の発明において、前記緩衝回路における抵抗手段の一部、もしくは全部が絶縁ゲート電界効果型トランジスタを用いたものである。   In a twelfth aspect according to the first aspect, a part or all of the resistance means in the buffer circuit uses an insulated gate field effect transistor.

以上のように上記の構成からなる本発明によれば、2個のインバータ回路によって構成されるラッチ回路で二つの安定状態を有し、そのどちらかの安定状態において、強誘電体コンデンサにその安定状態における電位によって分極を起こし、かつ電源切断時においても残留分極を記憶させ、電源再投入後も強誘電体コンデンサの残留分極による電荷の偏りによって、電源切断時におけるラッチ回路のデータの保持状態に速やかに復帰し、かつ緩衝回路によって電源再投入時直後における外部からの接続状態の影響を排除する構成とした。   As described above, according to the present invention configured as described above, the latch circuit constituted by two inverter circuits has two stable states, and in either of the stable states, the ferroelectric capacitor has its stability. The polarization is caused by the potential in the state, and the residual polarization is memorized even when the power is turned off, and even after the power is turned on again, the bias of the charge due to the residual polarization of the ferroelectric capacitor causes the data retention state of the latch circuit when the power is turned off. The configuration is such that it returns quickly and eliminates the influence of the external connection state immediately after the power is turned on again by the buffer circuit.

また、前記強誘電体ラッチ回路におけるインバータ回路をP型とN型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタによって構成した。   The inverter circuit in the ferroelectric latch circuit is composed of P-type and N-type insulated gate field effect transistors.

また、前記強誘電体コンデンサラッチ回路におけるインバータ回路と強誘電体コンデンサの間に抵抗手段を介した。またラッチ回路を構成する2個のインバータの出力端子と入力端子間に抵抗手段を介した。   Further, a resistance means is interposed between the inverter circuit and the ferroelectric capacitor in the ferroelectric capacitor latch circuit. Further, a resistance means is interposed between the output terminals and the input terminals of the two inverters constituting the latch circuit.

また、前記強誘電体コンデンサラッチ回路、及び前記緩衝回路における前記抵抗手段の一部、もしくは全部をポリシリコンで形成した。   Further, part or all of the resistance means in the ferroelectric capacitor latch circuit and the buffer circuit is formed of polysilicon.

また、前記強誘電体コンデンサラッチ回路、及び前記緩衝回路における前記抵抗手段の一部、もしくは全部を絶縁ゲート電界効果型トランジスタで構成した。   Further, a part or all of the resistance means in the ferroelectric capacitor latch circuit and the buffer circuit is constituted by an insulated gate field effect transistor.

また、前記強誘電体コンデンサの強誘電体薄膜を無機強誘電体もしくは有機強誘電体を用いる構成とした。   The ferroelectric thin film of the ferroelectric capacitor is configured to use an inorganic ferroelectric or an organic ferroelectric.

したがって、上記の構成によれば電源切断時におけるラッチ回路のデータを反映した強誘電体コンデンサの残留分極による電荷の偏りによって、電源再投入後において、電源切断時のデータ保持状態が確実に復元するという効果がある。   Therefore, according to the above configuration, the data retention state at the time of power-off is reliably restored after the power is turned on again by the bias of charge due to the residual polarization of the ferroelectric capacitor reflecting the data of the latch circuit at the time of power-off. There is an effect.

また、ラッチ回路自体の構成がデータの書き込み回路とデータ出力回路を兼ねているので余分な制御回路や読み出し、書き込みの手順を不要としており、高速かつ少ない回路素子となって、小容量の不揮発性メモリ内蔵のLSIにコストと、占有面積の観点から非常に適した回路を提供できるという効果がある。   In addition, the configuration of the latch circuit itself serves as both a data write circuit and a data output circuit, eliminating the need for an extra control circuit and read / write procedure, resulting in high-speed and fewer circuit elements, and a small capacity non-volatile There is an effect that it is possible to provide a circuit that is very suitable for the LSI with built-in memory from the viewpoint of cost and occupied area.

また、緩衝回路を用いたことにより、強誘電体コンデンサラッチ回路に外部回路の接続状態の影響が電源再投入時には排除されるので、安易に他の回路に接続しても強誘電体コンデンサラッチ回路としての電気的対称性が確保され、安定した動作が期待できるという効果がある。   In addition, the use of the buffer circuit eliminates the influence of the external circuit connection state on the ferroelectric capacitor latch circuit when the power is turned on again, so the ferroelectric capacitor latch circuit can be easily connected to other circuits. As a result, the electrical symmetry can be secured, and stable operation can be expected.

また、抵抗手段を適切に用いたことで動作が安定するという効果がある。   Moreover, there is an effect that the operation is stabilized by appropriately using the resistance means.

また、インバータ回路を絶縁ゲート電界効果型トランジスタによって構成するので、低コストで特性や製造工程が安定した集積回路を提供できる効果がある。   In addition, since the inverter circuit is formed of an insulated gate field effect transistor, there is an effect that an integrated circuit with stable characteristics and manufacturing processes can be provided at low cost.

また、無機強誘電体や有機強誘電体を適切に用いることにより、応用範囲が広がり、かつ、製造が容易かつ安定性を増す効果がある。そしてその結果、品質信頼性が高まるとともに、製造コストが低下するという効果がある。   Further, by appropriately using an inorganic ferroelectric material or an organic ferroelectric material, there is an effect that the application range is widened, manufacturing is easy, and stability is increased. As a result, the quality reliability is increased and the manufacturing cost is reduced.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例1)
図1は本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第1例を示す回路図である。図1において、破線101に囲まれたなかは強誘電体コンデンサラッチ回路であり、破線111、および破線112のなかは緩衝回路である。図1の前記強誘電体コンデンサラッチ回路101の具体的構成は図2と同様であり、詳細は後述する。また、図1の前記緩衝回路111、112は抵抗手段121、122で構成されているが、緩衝回路も様々な回路構成があるので、詳細は後述する。
(Embodiment 1 of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first example of a buffered ferroelectric capacitor latch circuit according to the present invention. In FIG. 1, a ferroelectric capacitor latch circuit is surrounded by a broken line 101, and a broken line 111 and a broken line 112 are buffer circuits. The specific configuration of the ferroelectric capacitor latch circuit 101 of FIG. 1 is the same as that of FIG. 2, and details will be described later. Further, although the buffer circuits 111 and 112 in FIG. 1 are configured by the resistance means 121 and 122, since the buffer circuit has various circuit configurations, details will be described later.

さて、図1の基本的な機能は前記強誘電体コンデンサラッチ回路101により、電源遮断時の信号電位を不揮発性記憶素子である強誘電体コンデンサに記憶しておき、電源が再投入されたときは電源遮断時の信号電位に速やかに復帰するものである。そして緩衝回路111、112により、外部の回路の影響を電源投入時においては遮断し、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の動作を確実に行わせるものである。   The basic function of FIG. 1 is that when the ferroelectric capacitor latch circuit 101 stores the signal potential at the time of power-off in a ferroelectric capacitor, which is a nonvolatile memory element, and the power is turned on again. Is to quickly return to the signal potential when the power is shut off. The buffer circuits 111 and 112 block the influence of the external circuit when the power is turned on, so that the operation of the ferroelectric capacitor latch circuit is performed reliably.

さて、本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路において、強誘電体コンデンサラッチ回路101は機能の根幹をなす回路であって、かつ一般的には知られていないので、次に強誘電体コンデンサラッチ回路について先に述べる。   Now, in the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention, the ferroelectric capacitor latch circuit 101 is a circuit that forms the basis of the function and is not generally known. The latch circuit will be described first.

(強誘電体コンデンサラッチ回路)
ここでは強誘電体コンデンサラッチ回路の構成と動作をまず説明する。また、強誘電体コンデンサラッチ回路は様々に構成できるので、以下、順に実施例を示す。
(強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例1)
図2は強誘電体コンデンサラッチ回路の第1例を示す回路図である。
図2において、11と12は強誘電体コンデンサである。13はN型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタ(MOSFET)であり、15はP型MOSFETである。N型MOSFET13のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET15のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15によってインバータ回路135が構成されている。
(Ferroelectric capacitor latch circuit)
Here, the configuration and operation of the ferroelectric capacitor latch circuit will be described first. In addition, since the ferroelectric capacitor latch circuit can be configured in various ways, examples will be described below in order.
(Embodiment 1 of a ferroelectric capacitor latch circuit)
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first example of a ferroelectric capacitor latch circuit.
In FIG. 2, 11 and 12 are ferroelectric capacitors. 13 is an N-type insulated gate field effect transistor (MOSFET), and 15 is a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 13 is connected to the negative power supply terminal having the potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 15 is connected to the positive power supply terminal having the potential of V DD , and the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15 The gate electrodes are connected to each other and the drain electrodes are also connected to each other, and the inverter circuit 135 is configured by the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15.

また、14はN型MOSFETであり、16はP型MOSFETである。N型MOSFET14のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET16のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16によってインバータ回路146が構成されている。 Reference numeral 14 denotes an N-type MOSFET, and reference numeral 16 denotes a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 14 is connected to a negative power supply terminal having a potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 16 is connected to a positive power supply terminal having a potential of V DD , and the N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 The gate electrodes are connected to each other, and the drain electrodes are also connected to each other. The N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 constitute an inverter circuit 146.

インバータ回路135の出力はポリシリコンで形成する抵抗手段197を介してインバータ回路146の入力に接続されている。また、インバータ回路146の出力は前記ポリシリコンで形成する抵抗手段198を介してインバータ回路135の入力に接続されている。以上により、インバータ回路135とインバータ回路146によってラッチ回路が構成されている。   The output of the inverter circuit 135 is connected to the input of the inverter circuit 146 through resistance means 197 formed of polysilicon. The output of the inverter circuit 146 is connected to the input of the inverter circuit 135 through the resistance means 198 formed of the polysilicon. As described above, the inverter circuit 135 and the inverter circuit 146 constitute a latch circuit.

インバータ回路135の出力は抵抗手段195を介して入出力端子17に接続されている。強誘電体コンデンサ11は一端を前記入出力端子17に接続され、また他端はインバータ回路135の入力に接続されている。コンデンサ191の一端は入出力端子17に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。コンデンサ193の一端は入出力端子17に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 135 is connected to the input / output terminal 17 via the resistance means 195. The ferroelectric capacitor 11 has one end connected to the input / output terminal 17 and the other end connected to the input of the inverter circuit 135. One end of the capacitor 191 is connected to the input / output terminal 17 and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the capacitor 193 is connected to the input / output terminal 17 and the other end is connected to the negative power supply terminal V SS .

インバータ回路146の出力は抵抗手段196を介して入出力端子18に接続されている。強誘電体コンデンサ12は一端を前記入出力端子18に接続され、また他端はインバータ回路146の入力に接続されている。コンデンサ192の一端は入出力端子18に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。コンデンサ194の一端は入出力端子18に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 146 is connected to the input / output terminal 18 through the resistance means 196. One end of the ferroelectric capacitor 12 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the input of the inverter circuit 146. One end of the capacitor 192 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the capacitor 194 is connected to the input / output terminal 18 and the other end is connected to the negative power supply terminal V SS .

以上において、強誘電体コンデンサ11と12、N型MOSFET13と14、P型MOSFET15と16、コンデンサ191と192、コンデンサ193と194、抵抗手段195と196、および抵抗手段197と198はそれぞれ同一形状であり、同一特性である。かつ以上の素子を配列し、接続したレイアウトパターンも同一もしくは対称形の配置であることが望ましい。   In the above, ferroelectric capacitors 11 and 12, N-type MOSFETs 13 and 14, P-type MOSFETs 15 and 16, capacitors 191 and 192, capacitors 193 and 194, resistance means 195 and 196, and resistance means 197 and 198 have the same shape, respectively. Yes, the same characteristics. In addition, it is desirable that the layout pattern in which the above elements are arranged and connected is also the same or symmetrical.

さて、インバータ回路135とインバータ回路146は前述したようにラッチ回路を構成しているので、ラッチ回路としては二つの安定状態を有している。すなわち入出力端子17が低電位に相当する−VSSであり、入出力端子18が高電位に相当する+VDDの第1状態と、入出力端子17が高電位に相当する+VDDであり、入出力端子18が低電位に相当する−VSSの第2状態である。 Since the inverter circuit 135 and the inverter circuit 146 constitute a latch circuit as described above, the latch circuit has two stable states. That is, the input / output terminal 17 is −V SS corresponding to the low potential, the input / output terminal 18 is + V DD corresponding to the high potential, and the input / output terminal 17 is + V DD corresponding to the high potential. The input / output terminal 18 is in the second state of −V SS corresponding to a low potential.

図3は図2を機能的により解りやすく表現した回路図であるが、図3の回路図で電源が供給されたときの安定状態を図4に示している。図4の(41A)が前記第1状態であり、(42A)が前記第2状態を示している。すなわち第1状態では入出力端子17が低電位に相当する−VSSであり、入出力端子18が高電位に相当する+VDDである。また、第2状態では入出力端子17が高電位に相当する+VDDであり、入出力端子18が低電位に相当する−VSSである。さて、この状態の電位状況によって図2および図3の強誘電体コンデンサ11と12は内部に分極を起こす。このときの分極の状態を図4における前記第1状態を示す(41A)と第2状態を示す(42A)の各図で各状態における強誘電体コンデンサの内部の分極状態を表現している。すなわち強誘電体コンデンサ11と12は入出力端子17が−VSSで入出力端子18が+VDDの状況では、入出力端子17側のコンデンサの電極側は正極性、入出力端子18側のコンデンサの電極側は負極性の分極を強誘電体薄膜の内部に起こす。また、強誘電体コンデンサ11と12は入出力端子17が+VDDで入出力端子18が−VSSの状況では、入出力端子17側のコンデンサの電極側は負極性、入出力端子18側のコンデンサの電極側は正極性の分極を強誘電体薄膜の内部に起こす。 FIG. 3 is a circuit diagram that expresses FIG. 2 in a functionally easy-to-understand manner. FIG. 4 shows a stable state when power is supplied in the circuit diagram of FIG. FIG. 4 (41A) shows the first state, and (42A) shows the second state. That is, in the first state, the input / output terminal 17 is −V SS corresponding to a low potential, and the input / output terminal 18 is + V DD corresponding to a high potential. In the second state, the input / output terminal 17 is + V DD corresponding to a high potential, and the input / output terminal 18 is −V SS corresponding to a low potential. Now, the ferroelectric capacitors 11 and 12 shown in FIGS. 2 and 3 are polarized inside due to the potential state in this state. The states of polarization at this time are shown in FIG. 4 (41A) showing the first state and (42A) showing the second state, and the polarization state inside the ferroelectric capacitor in each state is expressed. In other words, the ferroelectric capacitors 11 and 12 have a positive polarity on the capacitor side on the input / output terminal 17 side and a capacitor on the input / output terminal 18 side when the input / output terminal 17 is −V SS and the input / output terminal 18 is + V DD. On the electrode side, negative polarity polarization occurs inside the ferroelectric thin film. When the input / output terminal 17 is + V DD and the input / output terminal 18 is −V SS , the ferroelectric capacitors 11 and 12 have a negative polarity on the input / output terminal 17 side and a negative polarity on the input / output terminal 18 side. The electrode side of the capacitor causes positive polarity polarization inside the ferroelectric thin film.

次に、電源を切った場合について述べる。以上に説明した分極は図2において電源を切った場合において、分極電荷量は減少するものの、図24における特性点2402と2405における残留分極が残り、記憶される。この電源が切断された状況すなわち、入出力端子17と18がともにグラウンド電位の0電位になった場合の内部分極の状態を図4の(41B)と(42B)に表している。なお、図2の回路図では負極性電源である−VSSをグラウンド電位としている。さて、電源を切り、しばらくすると各回路の電位はグラウンド電位に落ち着く。ただし、前述したように強誘電体コンデンサの内部分極は残留分極として保存されている。 Next, a case where the power is turned off will be described. In the polarization described above, the polarization charge amount decreases when the power is turned off in FIG. 2, but the residual polarizations at the characteristic points 2402 and 2405 in FIG. 24 remain and are stored. FIG. 4 (41B) and (42B) show the state of internal polarization when the power supply is cut off, that is, when the input / output terminals 17 and 18 are both at zero ground potential. In the circuit diagram of FIG. 2, −V SS which is a negative power source is set as a ground potential. Now, after turning off the power, the potential of each circuit settles to the ground potential after a while. However, as described above, the internal polarization of the ferroelectric capacitor is stored as remanent polarization.

次に再度、電源を投入した場合について説明する。図2におけるコンデンサ191と192は電源を切断時には電荷は0となっている。そして、コンデンサの一端は正極性の電源端子+VDDに接続されているので、電源の再投入時には入出力端子17と18は正極性の電源端子+VDD側の電位に追従しようとする。すなわち強誘電体コンデンサ11と12の入出力端子17と18側のコンデンサの電極は正極性の電源端子+VDD側の電位に追従しようとする。一方、コンデンサ193と194は電源を切断時には電荷は0となっているとともに、コンデンサの一端は負極性の電源端子−VSSに接続されているので、電源の再投入時には強誘電体コンデンサ11と12の入出力端子と反対側の端子は負極性の電源端子−VSS側の電位に追従しようとする。 Next, the case where the power is turned on again will be described. The capacitors 191 and 192 in FIG. 2 have a charge of 0 when the power is turned off. Since one end of the capacitor is connected to the positive power supply terminal + V DD , the input / output terminals 17 and 18 try to follow the potential on the positive power supply terminal + V DD side when the power is turned on again. That is, the electrodes of the capacitors on the input / output terminals 17 and 18 side of the ferroelectric capacitors 11 and 12 try to follow the potential on the positive power supply terminal + V DD side. On the other hand, the capacitors 193 and 194 have zero electric charge when the power supply is cut off, and one end of the capacitor is connected to the negative power supply terminal -V SS , so that when the power supply is turned on again, The terminal opposite to the input / output terminal 12 tries to follow the potential on the negative power supply terminal −V SS side.

実際には強誘電体コンデンサ11と12の静電容量をCf、コンデンサ191と192の静電容量をC1、コンデンサ193と194の静電容量をC2とすれば、強誘電体コンデンサ11と12の一端である入出力端子17と18の電位V1は電源投入時において、
1=VDD・C1(Cf+C2)/(C2f+C12+C1f)となる。
また、強誘電体コンデンサ11と12の他端の電位V2は電源投入時において、
2=VDD・(C1f)/(C2f+C12+C1f
となる。したがって、Cf、C1、C2の値を如何に選択するかによって電源投入時のV1、V2の電位は変わるが、極端な例として、Cf≪C1、かつ、Cf≪C2、の場合はV1≒VDD、かつ、V2≒0、となる。つまり、強誘電体コンデンサ11と12は電源投入時において、一端は+VDD、他端は−VSS(0電位)の電位に近い電位が加えることもできる。したがって、強誘電体コンデンサ電極の両端に電源間の電圧+VDDに近い電圧が加わることになる。
In practice, if the capacitances of the ferroelectric capacitors 11 and 12 are C f , the capacitances of the capacitors 191 and 192 are C 1 , and the capacitances of the capacitors 193 and 194 are C 2 , the ferroelectric capacitor 11 And the potential V 1 of the input / output terminals 17 and 18 which are one ends of the terminals 12 and 12 are
V 1 = V DD · C 1 (C f + C 2 ) / (C 2 C f + C 1 C 2 + C 1 C f )
The potential V 2 at the other end of the ferroelectric capacitors 11 and 12 is
V 2 = V DD · (C 1 C f ) / (C 2 C f + C 1 C 2 + C 1 C f )
It becomes. Therefore, C f, C 1, the potential of V 1, V 2 at power-on by either choose how the value of C 2 will vary, as an extreme example, C f << C 1 and,, C f « In the case of C 2 , V 1 ≈V DD and V 2 ≈0. That is, the ferroelectric capacitors 11 and 12 can be applied with a potential close to + V DD at one end and −V SS (0 potential) at the other end when the power is turned on. Therefore, a voltage close to the voltage between the power supplies + V DD is applied to both ends of the ferroelectric capacitor electrode.

これは図24の図において、電極間の電圧が0である特性点2402もしくは2405にあった強誘電体コンデンサに電圧Vが加わり、特性点2404の状態にされることに相当する。このとき、特性点2405に相当する残留分極であれば電荷の変動量は少なく、2402であれば電荷の変動量は大きいことを意味している。ここで、電荷の変動量が少ないということは、電位を加えた電極の他端の電極の電位変動が少ないことを意味し、電荷の変動量が大きいということは電位を加えた電極の他端の電極の電位変動が大きいことを意味している。   This corresponds to the fact that the voltage V is applied to the ferroelectric capacitor at the characteristic point 2402 or 2405 where the voltage between the electrodes is 0 in the diagram of FIG. At this time, if the residual polarization corresponds to the characteristic point 2405, the amount of change in charge is small, and if it is 2402, the amount of change in charge is large. Here, a small amount of fluctuation in charge means that there is little fluctuation in the potential of the electrode at the other end of the electrode to which a potential is applied, and a large amount of fluctuation in charge means that the other end of the electrode to which a potential is applied. This means that the potential fluctuation of the electrode is large.

したがって、電源再投入時に入出力端子17と18にコンデンサ191と192の作用により、+VDDが加わって動作したかのように作用するが、このとき強誘電体コンデンサ11もしくは12の内部分極が入出力端子17もしくは18側の電極において、負の残留分極、すなわち電極の外側に正の電荷を誘起している方は図24の特性点2405に相当し、電荷移動が少なく、他端の電位変動も少ない。また、強誘電体コンデンサ11もしくは12の内部分極が入出力端子17もしくは18側の電極において、正の残留分極、すなわち電極の外側に負の電荷を誘起している方は図24の特性点2402に相当し、電荷移動が大きく、他端の電位変動も大きい。 Therefore, when the power is turned on again, the input / output terminals 17 and 18 are operated as if + V DD is applied due to the action of the capacitors 191 and 192. At this time, the internal polarization of the ferroelectric capacitor 11 or 12 is applied. In the electrode on the output terminal 17 or 18 side, the negative remanent polarization, that is, the one in which a positive charge is induced outside the electrode corresponds to the characteristic point 2405 in FIG. There are few. Also, the characteristic point 2402 in FIG. 24 indicates that the internal polarization of the ferroelectric capacitor 11 or 12 induces a positive remanent polarization, that is, a negative charge outside the electrode, on the input / output terminal 17 or 18 side electrode. The charge transfer is large and the potential fluctuation at the other end is also large.

したがって、例えば図4の(41B)のように残留分極がある状態で電源を再投入すると、コンデンサ191の作用により、強誘電体コンデンサ11の入出力端子17側の電極には+VDDが加わって動作したかのように作用するが、このとき、強誘電体コンデンサ11の入出力端子17側の電極は(41B)の状態では正の残留分極、すなわち電極の外側に負の電荷を誘起している状態なので、相対的に電荷移動量が大きく、かつ電位変動が大きい。したがって、強誘電体コンデンサ11の他端は0電位から正の電位側へ大きく変動し、インバータ回路135の入力端子に大きな正の電位を加える。 Therefore, for example, when the power is turned on again in the state where there is residual polarization as shown in FIG. 4 (41B), + V DD is applied to the electrode on the input / output terminal 17 side of the ferroelectric capacitor 11 by the action of the capacitor 191. At this time, the electrode on the input / output terminal 17 side of the ferroelectric capacitor 11 induces a positive remanent polarization, that is, a negative charge outside the electrode in the state of (41B). Therefore, the amount of charge transfer is relatively large and the potential fluctuation is large. Therefore, the other end of the ferroelectric capacitor 11 greatly fluctuates from 0 potential to the positive potential side, and a large positive potential is applied to the input terminal of the inverter circuit 135.

一方、コンデンサ192の作用により、同様に強誘電体コンデンサ12の入出力端子18側の電極には+VDDが加わって動作したかのように作用するが、このとき、強誘電体コンデンサ12の入出力端子18側の電極は(41B)の状態では負の残留分極、すなわち電極の外側に正の電荷を誘起している状態なので、移動電荷量は相対的に少なく、電位変動が少ない。したがって、強誘電体コンデンサ12の他端は0電位からの変動は少なく、インバータ回路146の入力端子に0電位に近い電位を加える。以上により、インバータ回路135の入力端子に相対的に大きな正の電位が加わり、インバータ回路146の入力端子には相対的に0電位に近い電位が加わる。この結果、インバータ回路135と146からなるラッチ回路は入出力端子17が−VSS(0電位)となり、入出力端子18が+VDDとなる安定状態に落ち着く。これは電源切断前の(41A)の状態である。すなわち、電源再投入後に電源切断前の状態に復帰したことを意味している。 On the other hand, due to the action of the capacitor 192, similarly, the electrode on the input / output terminal 18 side of the ferroelectric capacitor 12 acts as if + V DD is applied. At this time, the input of the ferroelectric capacitor 12 is activated. In the state of (41B), the electrode on the output terminal 18 side has a negative remanent polarization, that is, a state in which a positive charge is induced outside the electrode, so that the amount of moving charge is relatively small and the potential fluctuation is small. Therefore, the other end of the ferroelectric capacitor 12 hardly fluctuates from 0 potential, and a potential close to 0 potential is applied to the input terminal of the inverter circuit 146. Thus, a relatively large positive potential is applied to the input terminal of the inverter circuit 135, and a potential that is relatively close to 0 potential is applied to the input terminal of the inverter circuit 146. As a result, the latch circuit composed of the inverter circuits 135 and 146 settles to a stable state in which the input / output terminal 17 becomes −V SS (0 potential) and the input / output terminal 18 becomes + V DD . This is the state (41A) before the power is turned off. That is, it means that the state before power-off is restored after power-on again.

実際にはCfとC1とC2は互いに無視のできない値となるので、V1は+VDDより、低い電位となり、V2は0より高い電位となって、強誘電体コンデンサ11と12の電極間には+VDDより低い電圧しか加わらないが、残留分極の差異による電荷量の差は図24、図25からあることは明確であり、対称形に構成されたラッチ回路が元の状態を選択するには充分な偏りとなる。 Actually, C f , C 1, and C 2 are values that cannot be ignored. Therefore, V 1 has a potential lower than + V DD , V 2 has a potential higher than 0, and the ferroelectric capacitors 11 and 12 24, only a voltage lower than + V DD is applied, but it is clear from FIGS. 24 and 25 that there is a difference in charge amount due to the difference in remanent polarization, and the symmetrically configured latch circuit is in its original state. It is biased enough to select.

また、第2の状態である図4の(42B)のように残留分極がある状態で電源を再投入すると、コンデンサ191の作用により、強誘電体コンデンサ11の入出力端子17側の電極には+VDDに近い電位が加わって動作したかのように作用するが、このとき、強誘電体コンデンサ11の入出力端子17側の電極は(41B)の状態では負の残留分極、すなわち電極の外側に正の電荷を誘起している状態なので、電位変動が少ない。したがって、強誘電体コンデンサ11の他端は0電位からの変動は少なく、インバータ回路135の入力端子に0電位に近い電位を加える。 When the power is turned on again in the second state (42B) in FIG. 4 where there is residual polarization, the capacitor 191 causes the electrode on the input / output terminal 17 side of the ferroelectric capacitor 11 to be applied to the electrode. Although it operates as if it is operated with a potential close to + V DD , the electrode on the input / output terminal 17 side of the ferroelectric capacitor 11 is negatively remanent in the state of (41B), that is, outside the electrode. In this state, a positive charge is induced, so that the potential fluctuation is small. Therefore, the other end of the ferroelectric capacitor 11 hardly fluctuates from 0 potential, and a potential close to 0 potential is applied to the input terminal of the inverter circuit 135.

一方、コンデンサ192の作用により、同様に強誘電体コンデンサ12の入出力端子18側の電極には+VDDに近い電位が加わって動作したかのように作用するが、このとき、強誘電体コンデンサ12の入出力端子18側の電極は(42B)の状態では正の残留分極、すなわち電極の外側に負の電荷を誘起している状態なので、電位変動が大きい。したがって、強誘電体コンデンサ12の他端は0電位から正の電位側へ大きく変動し、インバータ回路146の入力端子に大きな正の電位を加える。以上により、インバータ回路135の入力端子に相対的に0電位に近い電位が加わり、インバータ回路146の入力端子には相対的に大きな正の電位が加わる。この結果、インバータ回路135と146からなるラッチ回路は入出力端子17が+VDDとなり、入出力端子18が−VSS(0電位)となる安定状態に落ち着く。これは電源切断前の(42A)の状態である。すなわち、電源再投入後に電源切断前の状態に復帰したことを意味している。 On the other hand, due to the action of the capacitor 192, the electrode on the input / output terminal 18 side of the ferroelectric capacitor 12 acts as if a potential close to + V DD is applied, but at this time, the ferroelectric capacitor Since the 12 electrodes on the input / output terminal 18 side are in the state of (42B), a positive remanent polarization, that is, a state in which a negative charge is induced outside the electrode, the potential fluctuation is large. Therefore, the other end of the ferroelectric capacitor 12 greatly fluctuates from 0 potential to the positive potential side, and a large positive potential is applied to the input terminal of the inverter circuit 146. Thus, a potential that is relatively close to 0 potential is applied to the input terminal of the inverter circuit 135, and a relatively large positive potential is applied to the input terminal of the inverter circuit 146. As a result, the latch circuit composed of the inverter circuits 135 and 146 settles to a stable state in which the input / output terminal 17 becomes + V DD and the input / output terminal 18 becomes −V SS (0 potential). This is the state (42A) before the power is turned off. That is, it means that the state before power-off is restored after power-on again.

以上、二つの安定状態のいずれの場合でも、強誘電体コンデンサの残留分極により、電源再投入後に電源切断前の状態に復帰する。また、図4は以上、述べた電源切断前の安定時における回路の各電位と分極の状態と、電源切断時における回路の各電位と分極の状態を示していると同時に、電源再投入後に電源切断前の状態に復帰する関係を模式的に表現している。   As described above, in any of the two stable states, the state is restored to the state before the power is turned off after the power is turned on again due to the residual polarization of the ferroelectric capacitor. FIG. 4 shows the potential and polarization state of the circuit at the time of stabilization before turning off the power, and the state of the potential and polarization of the circuit at the time of turning off the power. The relationship of returning to the state before cutting is schematically expressed.

なお、以上の動作が目的通り、かつ、速やかに進行するために図2において、抵抗手段195、196、197、198を設けている。すなわち、電源再投入後、ラッチ回路が電源切断前の状態に向かう過渡的な短い時間において、強誘電体コンデンサから読み出された電荷がインバータ回路の入力端子以外に散逸するのを避け、また、他の経路から余計な電荷や電位が入り込むことを防止している。   It should be noted that resistance means 195, 196, 197, and 198 are provided in FIG. 2 so that the above operation proceeds as intended and promptly. In other words, after the power is turned on again, in a transient short time when the latch circuit goes to the state before the power is turned off, the charge read from the ferroelectric capacitor is prevented from being dissipated to other than the input terminal of the inverter circuit, This prevents unnecessary charges and potentials from entering from other paths.

また、図2、図3における強誘電体コンデンサ11、12の構造は前述した図22の構造を持っている。図22において強誘電体薄膜2240はPZTNやPZTやSBTが適している。このなかでもPZTNが残留分極の大きさと、角型性のよいヒステリシス特性を持っていることから、より望ましい。なお、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SrBi2Ta29もしくはそれに近い組成の総称である。また、図22における金属電極2241、2242は白金(Pt)が一般的によく用いられる。 Further, the structures of the ferroelectric capacitors 11 and 12 in FIGS. 2 and 3 have the structure shown in FIG. In FIG. 22, the ferroelectric thin film 2240 is suitably PZTN, PZT, or SBT. Among these, PZTN is more desirable because it has a large residual polarization and hysteresis characteristics with good squareness. PZT is a generic term for Pb (Zr, Ti) O 3 , PZTN is a generic term for a part of Ti in PZT replaced with Nb, and SBT is SrBi 2 Ta 2 O 9 or it. It is a generic name for near compositions. Further, platinum (Pt) is generally used for the metal electrodes 2241 and 2242 in FIG.

(強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例2)
図5は強誘電体コンデンサラッチ回路の第2の実施例を示す回路図である。
図5において、11と12は強誘電体コンデンサである。13はN型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタ(MOSFET)であり、15はP型MOSFETである。N型MOSFET13のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET15のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15によってインバータ回路135が構成されている。
(Embodiment 2 of a ferroelectric capacitor latch circuit)
FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the ferroelectric capacitor latch circuit.
In FIG. 5, 11 and 12 are ferroelectric capacitors. 13 is an N-type insulated gate field effect transistor (MOSFET), and 15 is a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 13 is connected to the negative power supply terminal having the potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 15 is connected to the positive power supply terminal having the potential of V DD , and the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15 The gate electrodes are connected to each other and the drain electrodes are also connected to each other, and the inverter circuit 135 is configured by the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15.

また、14はN型MOSFETであり、16はP型MOSFETである。N型MOSFET14のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET16のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16によってインバータ回路146が構成されている。 Reference numeral 14 denotes an N-type MOSFET, and reference numeral 16 denotes a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 14 is connected to a negative power supply terminal having a potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 16 is connected to a positive power supply terminal having a potential of V DD , and the N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 The gate electrodes are connected to each other, and the drain electrodes are also connected to each other. The N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 constitute an inverter circuit 146.

インバータ回路135の出力はインバータ回路146の入力に接続されている。また、インバータ回路146の出力はインバータ回路135の入力に接続されている。以上により、インバータ回路135とインバータ回路146によってラッチ回路が構成されている。   The output of the inverter circuit 135 is connected to the input of the inverter circuit 146. The output of the inverter circuit 146 is connected to the input of the inverter circuit 135. As described above, the inverter circuit 135 and the inverter circuit 146 constitute a latch circuit.

インバータ回路135の出力は入出力端子17に接続されている。強誘電体コンデンサ11は一端を前記入出力端子17に接続され、また他端はインバータ回路135の入力に接続されている。コンデンサ191の一端は入出力端子17に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。コンデンサ193の一端は強誘電体コンデンサ11の第2端子に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 135 is connected to the input / output terminal 17. The ferroelectric capacitor 11 has one end connected to the input / output terminal 17 and the other end connected to the input of the inverter circuit 135. One end of the capacitor 191 is connected to the input / output terminal 17 and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the capacitor 193 is connected to the second terminal of the ferroelectric capacitor 11, the other end is connected to a power supply terminal V SS of the negative electrode.

インバータ回路146の出力は入出力端子18に接続されている。強誘電体コンデンサ12は一端を前記入出力端子18に接続され、また他端はインバータ回路146の入力に接続されている。コンデンサ192の一端は入出力端子18に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。コンデンサ194の一端は強誘電体コンデンサ12の第2端子に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 146 is connected to the input / output terminal 18. One end of the ferroelectric capacitor 12 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the input of the inverter circuit 146. One end of the capacitor 192 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the capacitor 194 is connected to the second terminal of the ferroelectric capacitor 12, the other end is connected to a power supply terminal V SS of the negative electrode.

以上において、強誘電体コンデンサ11と12、N型MOSFET13と14、P型MOSFET15と16、コンデンサ191と192、コンデンサ193と194、はそれぞれ同一形状であり、同一特性である。かつ以上の素子を配列し、接続したレイアウトパターンも同一もしくは対称形の配置であることが望ましい。   In the above, the ferroelectric capacitors 11 and 12, the N-type MOSFETs 13 and 14, the P-type MOSFETs 15 and 16, the capacitors 191 and 192, and the capacitors 193 and 194 have the same shape and the same characteristics. In addition, it is desirable that the layout pattern in which the above elements are arranged and connected is also the same or symmetrical.

図5の構成は図2の回路における抵抗手段195、196、197、198を省略した構成であり、他の構成は図1の回路と同一である。図4においてはN型MOSFET13とP型MOSFET15のチャネル長等を変えることにより、インバータ回路135の出力インピーダンスを大きくして、図2の抵抗手段195の機能をインバータ回路135に持たせて兼用している。また、同様に図2の抵抗手段196の機能をインバータ回路146に持たせて兼用している。また、図2における抵抗手段197や198を図4のMOSFET13、14、15、16のゲート電極に使用されるポリシリコンで代用させ、実質的な機能を持たせている。したがって、図5では図1の抵抗手段195、196、197、198は回路図上ではないが、抵抗手段の機能は代用することにより、図2の回路と同様の強誘電体コンデンサラッチ回路としての機能を持っている。図5の場合ではレイアウトパターンの占有面積が少なくてすむという効果がある。   The configuration of FIG. 5 is a configuration in which the resistance means 195, 196, 197, and 198 in the circuit of FIG. 2 are omitted, and the other configurations are the same as the circuit of FIG. In FIG. 4, the output impedance of the inverter circuit 135 is increased by changing the channel lengths of the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15, and the function of the resistance means 195 of FIG. Yes. Similarly, the function of the resistance means 196 in FIG. Further, the resistor means 197 and 198 in FIG. 2 are substituted with polysilicon used for the gate electrodes of the MOSFETs 13, 14, 15 and 16 in FIG. 4 to have substantial functions. Therefore, in FIG. 5, the resistance means 195, 196, 197, and 198 of FIG. 1 are not on the circuit diagram, but the function of the resistance means is substituted, so that a ferroelectric capacitor latch circuit similar to the circuit of FIG. Has function. In the case of FIG. 5, there is an effect that an area occupied by the layout pattern can be reduced.

(強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例3)
図6は強誘電体コンデンサラッチ回路の第3の実施例を示す回路図である。
図6において、11と12は強誘電体コンデンサである。13はN型MOSFETであり、15はP型MOSFETである。N型MOSFET13のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET15のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15によってインバータ回路135が構成されている。
(Embodiment 3 of a ferroelectric capacitor latch circuit)
FIG. 6 is a circuit diagram showing a third embodiment of the ferroelectric capacitor latch circuit.
In FIG. 6, reference numerals 11 and 12 denote ferroelectric capacitors. Reference numeral 13 denotes an N-type MOSFET, and reference numeral 15 denotes a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 13 is connected to the negative power supply terminal having the potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 15 is connected to the positive power supply terminal having the potential of V DD , and the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15 The gate electrodes are connected to each other and the drain electrodes are also connected to each other, and the inverter circuit 135 is configured by the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15.

また、14はN型MOSFETであり、16はP型MOSFETである。N型MOSFET14のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET16のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16によってインバータ回路146が構成されている。 Reference numeral 14 denotes an N-type MOSFET, and reference numeral 16 denotes a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 14 is connected to a negative power supply terminal having a potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 16 is connected to a positive power supply terminal having a potential of V DD , and the N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 The gate electrodes are connected to each other, and the drain electrodes are also connected to each other. The N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 constitute an inverter circuit 146.

インバータ回路135の出力は抵抗手段197を介してインバータ回路146の入力に接続されている。また、インバータ回路146の出力は抵抗手段198を介してインバータ回路135の入力に接続されている。以上により、インバータ回路135とインバータ回路146によってラッチ回路が構成されている。   The output of the inverter circuit 135 is connected to the input of the inverter circuit 146 through the resistance means 197. The output of the inverter circuit 146 is connected to the input of the inverter circuit 135 through the resistance means 198. As described above, the inverter circuit 135 and the inverter circuit 146 constitute a latch circuit.

インバータ回路135の出力は抵抗手段195を介して入出力端子17に接続されている。強誘電体コンデンサ11は一端を前記入出力端子17に接続され、また他端はインバータ回路135の入力に接続されている。高誘電体コンデンサ591の一端は入出力端子17に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。高誘電体コンデンサ593の一端は強誘電体コンデンサ11の第2端子に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 135 is connected to the input / output terminal 17 via the resistance means 195. The ferroelectric capacitor 11 has one end connected to the input / output terminal 17 and the other end connected to the input of the inverter circuit 135. One end of the high dielectric capacitor 591 is connected to the input / output terminal 17, and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the high dielectric capacitor 593 is connected to the second terminal of the ferroelectric capacitor 11, the other end is connected to a power supply terminal V SS of the negative electrode.

インバータ回路146の出力は抵抗手段196を介して入出力端子18に接続されている。強誘電体コンデンサ12は一端を前記入出力端子18に接続され、また他端はインバータ回路146の入力に接続されている。高誘電体コンデンサ592の一端は入出力端子18に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。高誘電体コンデンサ594の一端は強誘電体コンデンサ12の第2端子に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 146 is connected to the input / output terminal 18 through the resistance means 196. One end of the ferroelectric capacitor 12 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the input of the inverter circuit 146. One end of the high dielectric capacitor 592 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the high dielectric capacitor 594 is connected to the second terminal of the ferroelectric capacitor 12, the other end is connected to a power supply terminal V SS of the negative electrode.

なお、強誘電体コンデンサ11と12は図23(a)のシンボルで表現し、高誘電体コンデンサ691、692、693、694は図23(b)のシンボルで表現している。強誘電体コンデンサ11、12と高誘電体コンデンサ691、692、693、694はともに図22に示す同一の構造をしているが、ヒステリシス特性を示す使い方が否かで強誘電体コンデンサになるか、単に比誘電率の高い高誘電体コンデンサとなるかの差が現れることがある。ここでは高誘電体コンデンサ691、692、693、694は構造的には強誘電体コンデンサと同一であるが、コンデンサの一端が正極の電源端子VDDもしくは負極の電源端子VSSに接続されているので、端子間の電位の正負が逆転することはなく、したがって、ヒステリシス特性を示すことのない使い方である。したがって図23(b)の記号を用いている。 Note that the ferroelectric capacitors 11 and 12 are represented by the symbols in FIG. 23A, and the high-dielectric capacitors 691, 692, 693, and 694 are represented by the symbols in FIG. The ferroelectric capacitors 11 and 12 and the high-dielectric capacitors 691, 692, 693, and 694 have the same structure as shown in FIG. However, there may be a difference in whether a high dielectric capacitor having a high relative dielectric constant is obtained. Here the high dielectric capacitor 691,692,693,694 is is identical to the ferroelectric capacitor in structure, one end of the capacitor is connected to a power supply terminal V SS power supply terminal V DD or the negative electrode of the positive electrode Therefore, the polarity of the potential between the terminals is not reversed, and therefore, it is a usage that does not show hysteresis characteristics. Therefore, the symbol in FIG. 23B is used.

以上の図6の回路構成は図2の回路構成と比較すると、図2におけるコンデンサ191、192、193、194を図6ではそれぞれ、高誘電体コンデンサ691、692、693、694に置き換えたもので、それ以外の構成は図2と図6は同じ構成となっている。図2において、コンデンサ191、192、193、194は強誘電体コンデンサ11と12に比較し得る大きな静電容量の値が望ましい。このときに一般的にコンデンサとして用いる二酸化珪素(SiO2)や窒素を含むナイトライド系材料を金属電極で挟んだ構造で形成すると、前記物質の比誘電率が強誘電体の比誘電率に比較して非常に小さいので大きな占有面積を必要としてしまう。したがって、図6では占有面積を小さくする為に比誘電率の大きい高誘電体コンデンサを用いる。なお、前述したように実際には図6の高誘電体コンデンサ691、692、693、694の構造は強誘電体コンデンサ11、12と同一の構造で形成する。図6の回路は図1の回路のコンデンサ191、192、193、194が図6において高誘電体コンデンサ691、692、693、694となることにより、占有面積が小さくなるという効果がある。 Compared with the circuit configuration of FIG. 2, the circuit configuration of FIG. 6 is obtained by replacing the capacitors 191, 192, 193, and 194 in FIG. 2 with high dielectric capacitors 691, 692, 693, and 694, respectively, in FIG. Other than that, FIG. 2 and FIG. 6 have the same configuration. In FIG. 2, capacitors 191, 192, 193, and 194 preferably have large capacitance values that can be compared with the ferroelectric capacitors 11 and 12. In this case, when a nitride material containing silicon dioxide (SiO 2 ) or nitrogen generally used as a capacitor is sandwiched between metal electrodes, the relative permittivity of the substance is compared with the relative permittivity of the ferroelectric. It is very small and requires a large area. Therefore, in FIG. 6, a high dielectric capacitor having a large relative dielectric constant is used to reduce the occupied area. As described above, the high dielectric capacitors 691, 692, 693 and 694 in FIG. 6 are actually formed in the same structure as the ferroelectric capacitors 11 and 12. The circuit of FIG. 6 has an effect that the occupied area becomes small because the capacitors 191, 192, 193, 194 of the circuit of FIG. 1 become the high dielectric capacitors 691, 692, 693, 694 in FIG.

(強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例4)
図8は強誘電体コンデンサラッチ回路の第4の実施例を示す回路図である。
図8において、11と12は強誘電体コンデンサである。13はN型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタ(MOSFET)であり、15はP型MOSFETである。N型MOSFET13のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET15のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15によってインバータ回路135が構成されている。
(Embodiment 4 of a ferroelectric capacitor latch circuit)
FIG. 8 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the ferroelectric capacitor latch circuit.
In FIG. 8, 11 and 12 are ferroelectric capacitors. 13 is an N-type insulated gate field effect transistor (MOSFET), and 15 is a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 13 is connected to the negative power supply terminal having the potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 15 is connected to the positive power supply terminal having the potential of V DD , and the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15 The gate electrodes are connected to each other and the drain electrodes are also connected to each other, and the inverter circuit 135 is configured by the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15.

また、14はN型MOSFETであり、16はP型MOSFETである。N型MOSFET14のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET16のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16によってインバータ回路146が構成されている。 Reference numeral 14 denotes an N-type MOSFET, and reference numeral 16 denotes a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 14 is connected to a negative power supply terminal having a potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 16 is connected to a positive power supply terminal having a potential of V DD , and the N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 The gate electrodes are connected to each other, and the drain electrodes are also connected to each other. The N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 constitute an inverter circuit 146.

インバータ回路135の出力はP型MOSFET854とN型MOSFET853からなるトランスミッションゲートの抵抗手段897を介してインバータ回路146の入力に接続されている。また、インバータ回路146の出力はP型MOSFET852とN型MOSFET851からなるトランスミッションゲートの抵抗手段898を介してインバータ回路135の入力に接続されている。以上により、インバータ回路135とインバータ回路146によってラッチ回路が構成されている。   The output of the inverter circuit 135 is connected to the input of the inverter circuit 146 via a transmission gate resistance means 897 composed of a P-type MOSFET 854 and an N-type MOSFET 853. The output of the inverter circuit 146 is connected to the input of the inverter circuit 135 via a transmission gate resistance means 898 composed of a P-type MOSFET 852 and an N-type MOSFET 851. As described above, the inverter circuit 135 and the inverter circuit 146 constitute a latch circuit.

インバータ回路135の出力は抵抗手段195を介して入出力端子17に接続されている。強誘電体コンデンサ11は一端を前記入出力端子17に接続され、また他端はインバータ回路135の入力に接続されている。コンデンサ191の一端は入出力端子17に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。コンデンサ193の一端は強誘電体コンデンサ11の第2端子に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 135 is connected to the input / output terminal 17 via the resistance means 195. The ferroelectric capacitor 11 has one end connected to the input / output terminal 17 and the other end connected to the input of the inverter circuit 135. One end of the capacitor 191 is connected to the input / output terminal 17 and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the capacitor 193 is connected to the second terminal of the ferroelectric capacitor 11, the other end is connected to a power supply terminal V SS of the negative electrode.

インバータ回路146の出力は抵抗手段196を介して入出力端子18に接続されている。強誘電体コンデンサ12は一端を前記入出力端子18に接続され、また他端はインバータ回路146の入力に接続されている。コンデンサ192の一端は入出力端子18に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。コンデンサ194の一端は強誘電体コンデンサ12の第2端子に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 146 is connected to the input / output terminal 18 through the resistance means 196. One end of the ferroelectric capacitor 12 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the input of the inverter circuit 146. One end of the capacitor 192 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the capacitor 194 is connected to the second terminal of the ferroelectric capacitor 12, the other end is connected to a power supply terminal V SS of the negative electrode.

以上、図2では抵抗手段195、196、197、198を用いていたが、図8では抵抗手段197と198にP型MOSFETとN型MOSFETを用いたトランスミッションゲート897と898を用いている。なお、P型MOSFET852、854のゲート電極はVSSに接続され、N型MOSFET851、853のゲート電極はVDDに接続されている。他の構成は図2と図6で同じである。 As described above, the resistance means 195, 196, 197, and 198 are used in FIG. 2, but in FIG. 8, transmission gates 897 and 898 using P-type MOSFET and N-type MOSFET are used for the resistance means 197 and 198. Note that the gate electrodes of the P-type MOSFETs 852 and 854 are connected to V SS, and the gate electrodes of the N-type MOSFETs 851 and 853 are connected to V DD . The other structure is the same in FIG. 2 and FIG.

さて、図7は一般的なトランスミッションゲートの回路構成を表している。図7において、751はN型MOSFETであり、752はP型MOSFETである。N型MOSFET751とP型MOSFET752のソース電極もしくはドレイン電極は互いに接続され、一端は端子753、他端は端子754となっている。N型MOSFET751のゲート電極はVDDに接続され、P型MOSFET752のゲート電極はVSSに接続され、共にオン(ON)している。P型MOSFET752は高電位側の信号電位を伝達しやすく、N型MOSFET751は低電位の信号電位を伝達しやすい。したがって、N型MOSFET751とP型MOSFET752は並列に接続されているので、低電位側の信号も高電位側の信号も伝達する。 FIG. 7 shows a circuit configuration of a general transmission gate. In FIG. 7, 751 is an N-type MOSFET, and 752 is a P-type MOSFET. The source or drain electrodes of the N-type MOSFET 751 and the P-type MOSFET 752 are connected to each other, one end being a terminal 753 and the other end being a terminal 754. The gate electrode of the N-type MOSFET 751 is connected to V DD, and the gate electrode of the P-type MOSFET 752 is connected to V SS and both are turned on. The P-type MOSFET 752 easily transmits a high-potential side signal potential, and the N-type MOSFET 751 easily transmits a low-potential signal potential. Accordingly, since the N-type MOSFET 751 and the P-type MOSFET 752 are connected in parallel, the low-potential side signal and the high-potential side signal are transmitted.

図8においては前述したように抵抗手段としてMOSFETによるトランスミッションゲート897と898を用いている。MOSFETによる抵抗手段の場合にはMOSFET13、15および14、16によるインバータ回路のインピーダンスとの大小関係を保ちやすく、適切なインピーダンスの抵抗手段を構成しやすいとともに、容易に高抵抗も作りやすいので小さな占有面積で形成できるという効果がある。   In FIG. 8, transmission gates 897 and 898 using MOSFETs are used as resistance means as described above. In the case of the resistance means using MOSFET, it is easy to maintain the magnitude relationship with the impedance of the inverter circuit by MOSFETs 13, 15, 14 and 16, and it is easy to construct a resistance means with an appropriate impedance, and it is easy to make high resistance, so a small occupation There is an effect that it can be formed with an area.

(強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例5)
図9は強誘電体コンデンサラッチ回路の第5の実施例を示す回路図である。
図9において、11と12は強誘電体コンデンサである。13はN型MOSFETであり、15はP型MOSFETである。N型MOSFET13のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET15のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET13とP型MOSFET15によってインバータ回路135が構成されている。
(Embodiment 5 of a ferroelectric capacitor latch circuit)
FIG. 9 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the ferroelectric capacitor latch circuit.
In FIG. 9, 11 and 12 are ferroelectric capacitors. Reference numeral 13 denotes an N-type MOSFET, and reference numeral 15 denotes a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 13 is connected to the negative power supply terminal having the potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 15 is connected to the positive power supply terminal having the potential of V DD , and the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15 The gate electrodes are connected to each other and the drain electrodes are also connected to each other, and the inverter circuit 135 is configured by the N-type MOSFET 13 and the P-type MOSFET 15.

また、14はN型MOSFETであり、16はP型MOSFETである。N型MOSFET14のソース電極はVSSの電位を持つ負極の電源端子に接続され、P型MOSFET16のソース電極はVDDの電位を持つ正極の電源端子に接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16のそれぞれのゲート電極とは互いに接続され、またドレイン電極も互いに接続され、N型MOSFET14とP型MOSFET16によってインバータ回路146が構成されている。 Reference numeral 14 denotes an N-type MOSFET, and reference numeral 16 denotes a P-type MOSFET. The source electrode of the N-type MOSFET 14 is connected to a negative power supply terminal having a potential of V SS , the source electrode of the P-type MOSFET 16 is connected to a positive power supply terminal having a potential of V DD , and the N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 The gate electrodes are connected to each other, and the drain electrodes are also connected to each other. The N-type MOSFET 14 and the P-type MOSFET 16 constitute an inverter circuit 146.

インバータ回路135の出力はP型MOSFET854とN型MOSFET853からなるトランスミッションゲートの抵抗手段897を介してインバータ回路146の入力に接続されている。また、インバータ回路146の出力はP型MOSFET852とN型MOSFET851からなるトランスミッションゲートの抵抗手段898を介してインバータ回路135の入力に接続されている。以上により、インバータ回路135とインバータ回路146によってラッチ回路が構成されている。   The output of the inverter circuit 135 is connected to the input of the inverter circuit 146 via a transmission gate resistance means 897 composed of a P-type MOSFET 854 and an N-type MOSFET 853. The output of the inverter circuit 146 is connected to the input of the inverter circuit 135 via a transmission gate resistance means 898 composed of a P-type MOSFET 852 and an N-type MOSFET 851. As described above, the inverter circuit 135 and the inverter circuit 146 constitute a latch circuit.

インバータ回路135の出力は入出力端子17に接続されている。強誘電体コンデンサ11は一端を前記入出力端子17に接続され、また他端はインバータ回路135の入力に接続されている。高誘電体コンデンサ691の一端は入出力端子17に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。高誘電体コンデンサ693の一端は強誘電体コンデンサ11の第2端子に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 135 is connected to the input / output terminal 17. The ferroelectric capacitor 11 has one end connected to the input / output terminal 17 and the other end connected to the input of the inverter circuit 135. One end of the high dielectric capacitor 691 is connected to the input / output terminal 17, and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the high dielectric capacitor 693 is connected to the second terminal of the ferroelectric capacitor 11, the other end is connected to a power supply terminal V SS of the negative electrode.

インバータ回路146の出力は入出力端子18に接続されている。強誘電体コンデンサ12は一端を前記入出力端子18に接続され、また他端はインバータ回路146の入力に接続されている。高誘電体コンデンサ692の一端は入出力端子18に接続され、他端は正極の電源端子VDDに接続されている。高誘電体コンデンサ694の一端は強誘電体コンデンサ12の第2端子に接続され、他端は負極の電源端子VSSに接続されている。 The output of the inverter circuit 146 is connected to the input / output terminal 18. One end of the ferroelectric capacitor 12 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the input of the inverter circuit 146. One end of the high dielectric capacitor 692 is connected to the input / output terminal 18, and the other end is connected to the positive power supply terminal V DD . One end of the high dielectric capacitor 694 is connected to the second terminal of the ferroelectric capacitor 12, the other end is connected to a power supply terminal V SS of the negative electrode.

以上の図9の構成は図2の抵抗手段195と196を除く基本構成と、図6のコンデンサに高誘電体コンデンサ691、692、693、694を用いた点と、図8の抵抗手段897、898にMOSFETによるトランスミッションゲートを用いた点の各特徴を組み合わせたものである。したがって、強誘電体コンデンサラッチ回路としての基本動作と機能は前述した実施例1、2、3、4と同様である。各特徴を活かすことにより、動作の安定を確保しつつ、占有面積を小さくして、実用的な構成としたものである。   9 has the basic configuration excluding the resistance means 195 and 196 in FIG. 2, the point that high dielectric capacitors 691, 692, 693, and 694 are used as the capacitor in FIG. 6, and the resistance means 897 in FIG. 898 is a combination of the features of using a transmission gate of MOSFET in 898. Therefore, the basic operation and function as the ferroelectric capacitor latch circuit are the same as those in the first, second, third, and fourth embodiments. By taking advantage of each feature, the occupation area is reduced while ensuring stable operation, and a practical configuration is achieved.

なお、図9において、図2の抵抗手段195と196に相当するものがないが、図8のトランスミッションゲートによる抵抗手段897と898があると、前記抵抗手段195と196は事実上、省くことが可能である。   In FIG. 9, there is nothing equivalent to the resistance means 195 and 196 in FIG. 2, but if there are resistance means 897 and 898 by the transmission gate in FIG. 8, the resistance means 195 and 196 can be effectively omitted. Is possible.

また、図9において、高誘電体コンデンサ691、692、693、694は強誘電体コンデンサ11、12と同一の構造で形成している。   In FIG. 9, high dielectric capacitors 691, 692, 693, 694 are formed with the same structure as the ferroelectric capacitors 11, 12.

(強誘電体コンデンサラッチ回路の応用例と改善点)
さて、以上に実施例とともに述べた強誘電体コンデンサラッチ回路を実際の回路に用いる応用例と、更に改善すべき点について、次に説明する。
まず、強誘電体コンデンサラッチ回路の第1、第2、第3、第4、第5の実施例として図2、図5、図6、図8、図9をあげたが、これらの等価回路を図10に示すシンボルの回路記号で定義、表現する。次にこの回路記号を用いた応用例を述べる。
(Application examples and improvements of ferroelectric capacitor latch circuits)
Now, an application example in which the ferroelectric capacitor latch circuit described together with the above-described embodiment is used in an actual circuit and points to be further improved will be described below.
First, FIGS. 2, 5, 6, 8, and 9 are given as first, second, third, fourth, and fifth embodiments of the ferroelectric capacitor latch circuit. Is defined and expressed by the circuit symbol of the symbol shown in FIG. Next, an application example using this circuit symbol will be described.

図18は前述した強誘電体コンデンサラッチ回路を実際の回路に用いる応用例の一例である。図18において、1822は集積回路の外部から信号を入力するパッドからなる入力端子である。1821はインバータ回路によるバッファ回路であり、パッド1822からの信号を入力し、出力端子から集積回路内部へ信号を出力している。1810は前述した強誘電体コンデンサラッチ回路であり、1つの入出力端子がインバータ回路1821の入力端子とパッド1822に接続されている。なお、強誘電体コンデンサラッチ回路の入出力端子は出力端子として作用する場合のインピーダンスは集積回路外部の信号源のインピーダンスより充分高く設定する。   FIG. 18 shows an example of application in which the above-described ferroelectric capacitor latch circuit is used in an actual circuit. In FIG. 18, reference numeral 1822 denotes an input terminal including a pad for inputting a signal from the outside of the integrated circuit. Reference numeral 1821 denotes a buffer circuit using an inverter circuit, which receives a signal from the pad 1822 and outputs a signal from the output terminal to the inside of the integrated circuit. Reference numeral 1810 denotes the ferroelectric capacitor latch circuit described above, and one input / output terminal is connected to the input terminal of the inverter circuit 1821 and the pad 1822. The impedance when the input / output terminal of the ferroelectric capacitor latch circuit functions as an output terminal is set sufficiently higher than the impedance of the signal source outside the integrated circuit.

さて、パッド1822に集積回路外部より制御信号を加える場合、高電位(High)もしくは低電位(Low)の信号を供給する。このとき、外部より加える制御信号の信号源のインピーダンスは充分低いので、強誘電体コンデンサラッチ回路1810に阻害されることなくインバータ回路1821の入力端子に制御信号を送ることができる。また、強誘電体コンデンサラッチ回路1810はこの制御信号のデータ情報をラッチして記憶する。さて、インバータ回路1821の入力端子には常に高電位(High)もしくは低電位(Low)の信号電位が無いと、動作が不安定になったり、貫通電流が流れたりする。したがって、強誘電体コンデンサラッチ回路1810が無い場合には集積回路外部からいつまでも制御信号を与え続けなければならないことになる。ここで、図18に示すように強誘電体コンデンサラッチ回路1810をパッドである入力端子1822に電気的に接続することにより、強誘電体コンデンサラッチ回路1810に記憶された信号がインバータ回路1821の入力端子に加わるので、集積回路外部から信号を与え続けることが不要になる効果がある。そして、強誘電体コンデンサラッチ回路1810の入出力端子に寄生する静電容量の正極側と負極側のバランスに注意を払うことにより、電源を切断し、その後、再投入した場合でも前の状態を記憶して、信号を供給する不揮発性のラッチ回路となっている。   When a control signal is applied to the pad 1822 from the outside of the integrated circuit, a high potential (High) signal or a low potential (Low) signal is supplied. At this time, since the impedance of the signal source of the control signal applied from the outside is sufficiently low, the control signal can be sent to the input terminal of the inverter circuit 1821 without being obstructed by the ferroelectric capacitor latch circuit 1810. The ferroelectric capacitor latch circuit 1810 latches and stores the data information of this control signal. If the input terminal of the inverter circuit 1821 does not always have a high potential (High) or low potential (Low) signal potential, the operation becomes unstable or a through current flows. Therefore, in the absence of the ferroelectric capacitor latch circuit 1810, the control signal must be continuously applied from the outside of the integrated circuit. Here, as shown in FIG. 18, the ferroelectric capacitor latch circuit 1810 is electrically connected to the input terminal 1822 which is a pad, so that the signal stored in the ferroelectric capacitor latch circuit 1810 is input to the inverter circuit 1821. Since it is added to the terminal, there is an effect that it is not necessary to continuously give a signal from outside the integrated circuit. Then, paying attention to the balance between the positive and negative electrostatic capacitances parasitic on the input / output terminal of the ferroelectric capacitor latch circuit 1810, the power is turned off, and then the previous state is maintained even when the power is turned on again. It is a nonvolatile latch circuit that stores and supplies signals.

さて、図18の強誘電体コンデンサラッチ回路1810の用い方は強誘電体コンデンサラッチ回路1810からみると2個の入出力端子の一方のみに信号配線を接続しているので、電源を再投入しデータを復元させる際に残留分極以外に偏りの要因として寄生静電容量の偏りが生じてしまう可能性がある。したがって、信号配線を接続する入出力端子の他端の入出力端子にダミー配線を設けてバランスをとることが誤動作を防ぐ上で望ましい。   The ferroelectric capacitor latch circuit 1810 shown in FIG. 18 uses the signal wiring connected to only one of the two input / output terminals when viewed from the ferroelectric capacitor latch circuit 1810. When restoring data, there is a possibility that the parasitic capacitance may be biased as a factor other than the remanent polarization. Therefore, in order to prevent malfunction, it is desirable to provide a balance by providing a dummy wiring at the input / output terminal at the other end of the input / output terminal to which the signal wiring is connected.

しかしながら、パッドである入力端子1822は集積回路外部の回路へと接続されることがあり、どのような電気的状態、条件で接続されるかは不確定な要素を持っている。したがって、前述したような強誘電体コンデンサラッチ回路1810において「信号配線を接続する入出力端子の他端の入出力端子にダミー配線を設けてバランスをとる」という手法は必ずしも普遍的に通用する手法ではない。   However, the input terminal 1822 which is a pad may be connected to a circuit outside the integrated circuit, and it has an uncertain element as to what electrical state and condition it is connected to. Therefore, in the ferroelectric capacitor latch circuit 1810 as described above, the technique of “providing a balance by providing a dummy wiring at the other input / output terminal of the input / output terminal to which the signal wiring is connected” is not necessarily a universal technique. is not.

したがって、次に更に改良した本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路について述べる。
(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路について)
以下、本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の実施形態について、前述したことと一部重複するが、あらためて図面を参照して説明する。
Therefore, the buffered ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention which is further improved will be described below.
(About the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention)
In the following, embodiments of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention will be described in part with reference to the drawings, although they partially overlap with those described above.

(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例1)
図1は本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第1実施例を示す回路図である。図1において、破線101に囲まれたなかは強誘電体コンデンサラッチ回路であり、破線111、および破線112のなかは緩衝回路である。
(Embodiment 1 of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a buffered ferroelectric capacitor latch circuit according to the present invention. In FIG. 1, a ferroelectric capacitor latch circuit is surrounded by a broken line 101, and a broken line 111 and a broken line 112 are buffer circuits.

図1の前記強誘電体コンデンサラッチ回路101の具体的構成は図2と同様であり、前記強誘電体コンデンサラッチ回路の第1実施例で述べた構成と機能を持ち、前述した動作をする。破線111、及び破線112で囲まれた内部の回路は緩衝回路であり、図1ではポリシリコンからなる抵抗素子121、122で抵抗手段を形成している。   The specific configuration of the ferroelectric capacitor latch circuit 101 of FIG. 1 is the same as that of FIG. 2, has the configuration and functions described in the first embodiment of the ferroelectric capacitor latch circuit, and operates as described above. An internal circuit surrounded by a broken line 111 and a broken line 112 is a buffer circuit. In FIG. 1, resistance means 121 and 122 made of polysilicon form resistance means.

緩衝回路111の一端は強誘電体コンデンサラッチ回路101の端子17に接続され、他端は緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路としての端子117となっている。また、緩衝回路112の一端は強誘電体コンデンサラッチ回路101の端子18に接続され、他端は緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路としての端子118となっている。   One end of the buffer circuit 111 is connected to the terminal 17 of the ferroelectric capacitor latch circuit 101, and the other end is a terminal 117 as a buffer type ferroelectric capacitor latch circuit. One end of the buffer circuit 112 is connected to the terminal 18 of the ferroelectric capacitor latch circuit 101, and the other end is a terminal 118 as a buffer type ferroelectric capacitor latch circuit.

このとき、強誘電体コンデンサラッチ回路101からみると、緩衝回路111と112を両端に設けているので、外部回路の影響が電源投入時の過渡期には排除され、この間は外部回路との接続関係が如何にあれ、強誘電体コンデンサラッチ回路としての対称性が確保され、意図した正常な動作をする。   At this time, since the buffer circuits 111 and 112 are provided at both ends when viewed from the ferroelectric capacitor latch circuit 101, the influence of the external circuit is eliminated in the transition period when the power is turned on, and during this time, the connection with the external circuit is eliminated. Whatever the relationship, symmetry as a ferroelectric capacitor latch circuit is ensured, and the intended normal operation is achieved.

つまり、抵抗121からなる緩衝回路111と、抵抗122からなる緩衝回路112によって、電源投入時は外部からの影響を緩和し、強誘電体コンデンサラッチ回路101の前述した独自の機能と、動作により電源切断時の信号状態を復帰する。   That is, the buffer circuit 111 formed of the resistor 121 and the buffer circuit 112 formed of the resistor 122 alleviate the influence from the outside when the power is turned on, and the ferroelectric capacitor latch circuit 101 is powered by the unique function and operation described above. The signal state at the time of disconnection is restored.

したがって、緩衝回路は111と112を必ず一対として用い、強誘電体コンデンサラッチ回路101から見た際における回路対称性を確保する。   Therefore, the buffer circuit always uses 111 and 112 as a pair, and ensures circuit symmetry when viewed from the ferroelectric capacitor latch circuit 101.

また、通常の動作時においては強誘電体コンデンサラッチ回路101の信号状態を端子117、端子118を通して出力する、あるいは端子117、端子118を通して外部の信号に応じて、強誘電体コンデンサラッチ回路101の内部状態を書き換えたりする。したがって、抵抗121と抵抗195とのインピーダンスの比、あるいは抵抗122と抵抗196とのインピーダンスの比は前記動作が支障のないような値に選択する。なお、電源投入時と電源の定常時では強誘電体コンデンサ11、12やコンデンサ191、192、193、194の動作は異なるので、前述した抵抗121、122と抵抗195、196の適切なインピーダンス比を前記動作が支障のないような値に選択することは可能である。   In normal operation, the signal state of the ferroelectric capacitor latch circuit 101 is output through the terminals 117 and 118, or the signal state of the ferroelectric capacitor latch circuit 101 is output according to an external signal through the terminals 117 and 118. Rewrite the internal state. Therefore, the impedance ratio between the resistor 121 and the resistor 195 or the impedance ratio between the resistor 122 and the resistor 196 is selected to a value that does not hinder the operation. Since the operations of the ferroelectric capacitors 11 and 12 and the capacitors 191, 192, 193, and 194 are different between when the power is turned on and when the power is steady, an appropriate impedance ratio between the resistors 121 and 122 and the resistors 195 and 196 described above is set. It is possible to select a value that does not hinder the operation.

このとき、外部回路との接続状態の様々な状態、条件に関わらず「電源切断時の信号電位を不揮発性記憶素子に記憶し、電源再投入時に自動的に速やかに電源切断時の信号電位に復帰する。」という目的を果たす。   At this time, regardless of the various states and conditions of the connection state with the external circuit, “the signal potential when the power is turned off is stored in the non-volatile memory element, and the signal potential when the power is turned off automatically and quickly when the power is turned on again. "I will return."

(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例2)
図12は本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第2実施例を示す回路図である。図12において、破線1201で囲まれた内部が強誘電体コンデンサラッチ回路でおり、破線111、および破線112で囲まれた内部が緩衝回路である。
(Embodiment 2 of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention)
FIG. 12 is a circuit diagram showing a second embodiment of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention. In FIG. 12, a ferroelectric capacitor latch circuit is surrounded by a broken line 1201, and a buffer circuit is surrounded by a broken line 111 and a broken line 112.

ここで強誘電体コンデンサラッチ回路1201は第5の実施例で示した図9の構成である。
また、緩衝回路111はP型MOSFET1262とN型MOSFET1261からなるトランスミッションゲートの抵抗手段で構成されている。緩衝回路112はP型MOSFET1264とN型MOSFET1263からなるトランスミッションゲートの抵抗手段で構成されている。
Here, the ferroelectric capacitor latch circuit 1201 has the configuration of FIG. 9 shown in the fifth embodiment.
The buffer circuit 111 is composed of transmission gate resistance means including a P-type MOSFET 1262 and an N-type MOSFET 1261. The buffer circuit 112 is constituted by transmission gate resistance means including a P-type MOSFET 1264 and an N-type MOSFET 1263.

以上の強誘電体コンデンサラッチ回路1201の端子17に緩衝回路111の一端を接続し、強誘電体コンデンサラッチ回路1201の端子18に緩衝回路112の一端を接続して本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路を構成している。以上の構成により、強誘電体コンデンサラッチ回路1201の動作を緩衝回路111、112で外部回路からの擾乱を防ぎ、安定した特性を確保している。   One end of the buffer circuit 111 is connected to the terminal 17 of the ferroelectric capacitor latch circuit 1201, and one end of the buffer circuit 112 is connected to the terminal 18 of the ferroelectric capacitor latch circuit 1201. A capacitor latch circuit is configured. With the above configuration, the operation of the ferroelectric capacitor latch circuit 1201 is prevented from being disturbed by an external circuit by the buffer circuits 111 and 112, and stable characteristics are ensured.

このとき、緩衝回路の抵抗手段としてMOSFETによるトランスミッションゲートを用いている。MOSFETによるトランスミッションゲートを抵抗手段として用いると、図12の強誘電体コンデンサラッチ回路1201におけるインバータ回路のMOSFETや抵抗手段としてのMOSFETのトランスミッションゲート198、197とのインピーダンス比の設定がしやすく、特性上の設定が容易、かつ安定しているという特徴がある。   At this time, a transmission gate made of a MOSFET is used as a resistance means of the buffer circuit. When the transmission gate by MOSFET is used as the resistance means, it is easy to set the impedance ratio between the MOSFET of the inverter circuit and the transmission gates 198 and 197 of the MOSFET as the resistance means in the ferroelectric capacitor latch circuit 1201 of FIG. Is easy and stable.

(緩衝回路)
本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路における緩衝回路は前述した実施例の図1や図12に限らない。次に緩衝回路の他の例を示す。
(緩衝回路の第3例)
図14に緩衝回路の第3例を示す。図14において、破線1421に囲まれた内部はP型MOSFET1462とN型MOSFET1461からなるトランスミッションゲートの抵抗手段である。また、破線1422に囲まれた内部はP型MOSFET1464とN型MOSFET1463からなるトランスミッションゲートの抵抗手段である。トランスミッションゲートの抵抗手段1421の一端は端子117となり、他端はトランスミッションゲートの抵抗手段1422の一端に接続され、抵抗手段1422の他端は端子17となっている。1423はコンデンサであって第1端子は前記抵抗手段1421と抵抗手段1422の接続線に接続され、コンデンサ1423の第2端子は負の電源端子VSSに接続されている。端子117と端子17が緩衝回路としての2端子となる。図14では2個のトランスミッションゲート1421、1422とその間にコンデンサ1423を設けている構成となっており、コンデンサ1423を設けている分、より電源投入時の外部回路の影響を排除できる。
なお、緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路に用いる場合には図14の緩衝回路を同じ構成で2個を甲乙、一対の抵抗手段として用いる。
(Buffer circuit)
The buffer circuit in the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention is not limited to FIG. 1 and FIG. Next, another example of the buffer circuit is shown.
(Third example of buffer circuit)
FIG. 14 shows a third example of the buffer circuit. In FIG. 14, a portion surrounded by a broken line 1421 is a transmission gate resistance means including a P-type MOSFET 1462 and an N-type MOSFET 1461. Also, the inside surrounded by a broken line 1422 is a transmission gate resistance means composed of a P-type MOSFET 1464 and an N-type MOSFET 1463. One end of the transmission gate resistance means 1421 is a terminal 117, the other end is connected to one end of the transmission gate resistance means 1422, and the other end of the resistance means 1422 is a terminal 17. 1423 The first terminal a capacitor connected to the connection line of said resistance means 1421 and the resistor unit 1422, a second terminal of the capacitor 1423 is connected to the negative power supply terminal V SS. The terminals 117 and 17 are two terminals as a buffer circuit. In FIG. 14, two transmission gates 1421 and 1422 and a capacitor 1423 are provided between them, and the influence of the external circuit when the power is turned on can be eliminated by the amount of the capacitor 1423 provided.
When used in a buffer type ferroelectric capacitor latch circuit, two buffer circuits shown in FIG. 14 are used in the same configuration and used as a pair of resistance means.

(緩衝回路の第4例)
図15に緩衝回路の第4例を示す。図15において、高誘電体コンデンサ1523が特徴であるがほぼ図14と同じ構成である。図14と異なるのは図14では常誘電体のコンデンサ1423に対し、図15では高誘電体(強誘電体)コンデンサ1523を用いていることである。これは強誘電体が一般的に比誘電率が高い為、強誘電体コンデンサを用いると同一の静電容量値を確保するのに平面上、小さな占有面積で形成できるという効果があるからである。なお、強誘電体コンデンサラッチ回路のなかで強誘電体コンデンサは既に使用されているので、新たな製造工程は必要とせず、コストアップの要因は生じない。
(Fourth example of buffer circuit)
FIG. 15 shows a fourth example of the buffer circuit. In FIG. 15, a high dielectric capacitor 1523 is characteristic, but has substantially the same configuration as FIG. 14 is different from FIG. 14 in that a high dielectric (ferroelectric) capacitor 1523 is used in FIG. 15 in contrast to a paraelectric capacitor 1423 in FIG. This is because a ferroelectric substance generally has a high relative dielectric constant, so that if a ferroelectric capacitor is used, it can be formed with a small occupied area on a plane to ensure the same capacitance value. . In addition, since the ferroelectric capacitor is already used in the ferroelectric capacitor latch circuit, a new manufacturing process is not required and no cost increase factor occurs.

(緩衝回路の第5例)
図16に緩衝回路の第5例を示す。図16において、ポリシリコンを抵抗手段1661、1662として図14のトランスミッションゲートの抵抗手段1421、1422の代わりに用いていることが特徴である。図2、図6、図8のように強誘電体コンデンサラッチ回路の中にポリシリコンを抵抗手段として用いている場合には緩衝回路としてもポリシリコンを抵抗手段として用いた方が設計上の合わせ込みがしやすく、製造工程上のバラツキも相殺されやすく製造上、安定する効果がある。
(Fifth example of buffer circuit)
FIG. 16 shows a fifth example of the buffer circuit. In FIG. 16, polysilicon is used as the resistance means 1661 and 1662 instead of the resistance means 1421 and 1422 of the transmission gate of FIG. When polysilicon is used as the resistance means in the ferroelectric capacitor latch circuit as shown in FIGS. 2, 6, and 8, it is better to design using the polysilicon as the resistance means as the buffer circuit. It is easy to offset, and variations in the manufacturing process are easily offset.

(緩衝回路の第6例)
図17に緩衝回路の第6例を示す。図17において、コンデンサ1724を設けたのが特徴で、他は図16の構成と同様である。図16の第5実施例に対し、図17の第6実施例はコンデンサ1723、1724を信号線に対し、正極と負極の両側の電源に対して接続したので、より対称性が保たれ、特性が改善されるという効果がある。
(Sixth example of buffer circuit)
FIG. 17 shows a sixth example of the buffer circuit. 17 is characterized in that a capacitor 1724 is provided, and the other configuration is the same as that of FIG. In contrast to the fifth embodiment of FIG. 16, in the sixth embodiment of FIG. 17, the capacitors 1723 and 1724 are connected to the signal line with respect to the power sources on both the positive and negative sides, so that more symmetry is maintained and the characteristics are maintained. Has the effect of improving.

(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の応用)
次に本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の用い方、応用方法について述べる。ここで、前述した緩衝回路を加えた緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の等価回路を図11に示すシンボルの回路記号で定義、表現をする。また、単なる型強誘電体コンデンサラッチ回路のシンボルである図10と区別する。
(Application of buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention)
Next, how to use and application method of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention will be described. Here, an equivalent circuit of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit to which the buffer circuit described above is added is defined and expressed by the circuit symbol of the symbol shown in FIG. Further, it is distinguished from FIG. 10 which is a symbol of a simple type ferroelectric capacitor latch circuit.

(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の応用例1)
図19に本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第1の応用例を示す。
図19においては、前述した図18における強誘電体コンデンサラッチ回路1810の代わりに、緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路1910を用いている。緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路1910においては緩衝回路を用いているので、パッド1822やインバータ回路1821の入力ゲート部における寄生静電容量の影響は電源投入時の過渡期には影響が殆どなく、緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路1910のなかの強誘電体コンデンサラッチ回路は電源遮断時における電位を正確に復元する。つまり、パット1822等の外部回路の状態に影響なく、安定した特性がえられ、汎用性の高い回路となる。更に補足すれば、緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の2端子のうちパット入力端子1822への接続に用いた端子とは別の他端の端子はそのままフローティング状態でも差し支えない。つまりダミー配線への接続などの特別な処置を必要としない。これは前述したように緩衝回路の効果で内蔵した強誘電体ラッチ回路からは回路上の対称性がほぼ確保されているように見えるからである。
(Application Example 1 of Buffer Type Ferroelectric Capacitor Latch Circuit of the Present Invention)
FIG. 19 shows a first application example of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention.
In FIG. 19, a buffer type ferroelectric capacitor latch circuit 1910 is used instead of the ferroelectric capacitor latch circuit 1810 in FIG. Since the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit 1910 uses a buffer circuit, the influence of the parasitic capacitance in the input gate portion of the pad 1822 and the inverter circuit 1821 has little influence on the transition period when the power is turned on. The ferroelectric capacitor latch circuit in the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit 1910 accurately restores the potential when the power is cut off. That is, a stable characteristic can be obtained without affecting the state of the external circuit such as the pad 1822 and the circuit can be highly versatile. As a further supplement, the other terminal other than the terminal used for connection to the pad input terminal 1822 out of the two terminals of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit may be left floating. That is, no special measures such as connection to dummy wiring are required. This is because the symmetry on the circuit seems to be almost secured from the built-in ferroelectric latch circuit due to the effect of the buffer circuit as described above.

(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の応用例2)
図21に本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第2の応用例を示す。
図21において、2143、2144はMOSFETから構成されたNAND回路(非論理積回路)である。NAND回路2143の第1入力ゲートはNAND回路2144の出力端子に接続され、NAND回路2144の第2入力ゲートはNAND回路2143の出力端子に接続されている。つまり、2個のNAND路2143、2144の入力端子、出力端子を相互に襷がけすることにより、ラッチ回路が構成されている。なお、NAND回路2143の第2入力ゲート、およびNAND回路2144の第1入力ゲートは他の信号が入力する。さて、2個のNAND路2143、2144によるラッチ回路は前の状態を記憶していて、次の動作に影響を与える役目をしているが、NAND路2143、2144のラッチ回路だけでは電源を切ると、状態を示すデータは消えてしまい、電源を再投入した場合には、所望の動作をさせる為には、あらためて状態を設定する必要がある。しかし、図21に示すように本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路2141の入出力端子をNAND回路2143の出力端子に接続し、また緩衝型強誘電体トランジスタラッチ回路2142の入出力端子をNAND回路2144の出力端子に接続しておくと、NAND路2143、2144のラッチ回路の状態を記憶しており、電源を一度切断し、再投入後においても、NAND路2143、2144のラッチ回路の状態を再現できるので、電源再投入後に状態を再設定することが不要で、電源再投入直後から動作可能となる効果がある。なお、図21では緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路2141、2142を用いているので、NAND路2143、2144を含めたレイアウトの対称性を差程、配慮しなくとも正常な動作をする。
(Application 2 of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention)
FIG. 21 shows a second application example of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention.
In FIG. 21, 2143 and 2144 are NAND circuits (non-logical product circuits) composed of MOSFETs. A first input gate of the NAND circuit 2143 is connected to an output terminal of the NAND circuit 2144, and a second input gate of the NAND circuit 2144 is connected to an output terminal of the NAND circuit 2143. In other words, a latch circuit is configured by drawing the input terminals and output terminals of the two NAND paths 2143 and 2144 from each other. Note that another signal is input to the second input gate of the NAND circuit 2143 and the first input gate of the NAND circuit 2144. Now, the latch circuit by the two NAND paths 2143 and 2144 stores the previous state and plays a role in affecting the next operation. However, only the latch circuit of the NAND paths 2143 and 2144 turns off the power. Then, the data indicating the state disappears, and when the power is turned on again, it is necessary to set the state again in order to perform a desired operation. However, as shown in FIG. 21, the input / output terminal of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit 2141 according to the present invention is connected to the output terminal of the NAND circuit 2143, and the input / output terminal of the buffer type ferroelectric transistor latch circuit 2142 is connected. When connected to the output terminal of the NAND circuit 2144, the state of the latch circuits of the NAND paths 2143 and 2144 is stored, and even after the power is turned off once and turned on again, the latch circuits of the NAND paths 2143 and 2144 Since the state can be reproduced, there is no need to reset the state after the power is turned on again, and there is an effect that the operation becomes possible immediately after the power is turned on again. In FIG. 21, since the buffered ferroelectric capacitor latch circuits 2141 and 2142 are used, normal operation is performed without considering the symmetry of the layout including the NAND paths 2143 and 2144.

(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例3)
図13は本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第3実施例を示す回路図である。
図13においてはインバータ回路1311を除くと、本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第2実施例の図12の回路構成と同一である。異なるのは図13ではインバータ回路1311が設けられ、端子117が前記インバータ回路1311の入力ゲートに接続され、インバータ回路1311の出力が端子118に接続されていることである。これは緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第1実施例、第2実施例の応用例である図19や図21では緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の片側の端子が見かけ上、フローティングの状態にあることがある。ただし、実際には型強誘電体コンデンサラッチ回路と緩衝回路の抵抗手段によって電気的にはフローティング状態ではない。あくまでも見かけ上に過ぎない。
これに対し、図13ではインバータ回路13によって、外部からも端子のフローティング状態を重ねて避けたものである。
(Embodiment 3 of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention)
FIG. 13 is a circuit diagram showing a third embodiment of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention.
13 is the same as the circuit configuration of FIG. 12 of the second embodiment of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention except for the inverter circuit 1311. In FIG. FIG. 13 is different from FIG. 13 in that an inverter circuit 1311 is provided, a terminal 117 is connected to an input gate of the inverter circuit 1311, and an output of the inverter circuit 1311 is connected to a terminal 118. This is an application example of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit according to the first embodiment and the second embodiment. In FIGS. 19 and 21, the terminal on one side of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit is apparently in a floating state. There may be. However, it is not actually in an electrically floating state by the resistance means of the type ferroelectric capacitor latch circuit and the buffer circuit. It's just an appearance.
On the other hand, in FIG. 13, the inverter circuit 13 avoids the floating state of the terminals from the outside.

(本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の応用例3)
図13のような構成の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路を用いた例を応用例3として図20に示す。図20において図13のような構成の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路2010のように表現すればパット2022が接続された緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路2010の他端の端子も緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路2010内部のインバータ回路によって更に電位を強制的に加えられる。図1や図12に示した緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の他端も緩衝回路の抵抗手段を通して電位が与えられるのでいわゆる電気的にフローティング状態になる訳ではないが、図13のような構成であると、緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路2010としての最終的な状態が早く定まるので電源投入時の過渡状態のみに焦点を絞れば応答性が速くなるという効果がある。したがって電源投入時から正常動作までの動作時間が速く期待される用途においては図13のような回路方式がよい場合もある。
(Application Example 3 of Buffer Type Ferroelectric Capacitor Latch Circuit of the Present Invention)
An example using a buffered ferroelectric capacitor latch circuit having a configuration as shown in FIG. 13 is shown in FIG. In FIG. 20, if expressed as a buffered ferroelectric capacitor latch circuit 2010 configured as shown in FIG. 13, the other terminal of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit 2010 to which the pad 2022 is connected is also buffered ferroelectric. The potential is further forcibly applied by the inverter circuit in the body capacitor latch circuit 2010. The other end of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit shown in FIGS. 1 and 12 is also applied with a potential through the resistance means of the buffer circuit, so that it does not enter a so-called electrically floating state. In this case, since the final state of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit 2010 is determined quickly, there is an effect that if the focus is on only the transient state when the power is turned on, the responsiveness becomes faster. Therefore, in applications where the operation time from power-on to normal operation is expected to be fast, the circuit system as shown in FIG. 13 may be good.

(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。以下に例をあげる。
本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例としては図1、図12、図13をあげたが、以上に限らない。図2、図5、図6、図8、図9に強誘電体コンデンサラッチ回路例をあげ、緩衝回路例としては図1、図12のなかの回路例と、図14、図15、図16、図17をあげた。本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路としては前述した強誘電体コンデンサラッチ回路と緩衝回路を組み合わせたものが図1、図12、図13以外でも有効な回路である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment. Here are some examples:
Examples of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention are shown in FIGS. 1, 12, and 13, but are not limited thereto. Examples of ferroelectric capacitor latch circuits are shown in FIG. 2, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 8, and FIG. 9, and examples of buffer circuits are the circuit examples in FIG. FIG. 17 is shown. As the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention, a combination of the above-described ferroelectric capacitor latch circuit and the buffer circuit is an effective circuit other than those shown in FIGS.

また、図1、図2、図5、図6、図8、図9、図12、図13の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路や強誘電体コンデンサラッチ回路の実施例において、P型MOSFETとN型MOSFETによるインバータ回路の構成例を示したが、機能としてはインバータ回路であればよいので、MOSFET以外のインバータ回路でもよい。また、MOSFETであっても、他の様々な構成が可能である。   In the embodiments of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit and the ferroelectric capacitor latch circuit of FIGS. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 12, and 13, the P-type MOSFET Although a configuration example of an inverter circuit using an N-type MOSFET has been shown, an inverter circuit other than a MOSFET may be used because the function of the inverter circuit is sufficient. In addition, various other configurations are possible even with a MOSFET.

また、図1、図2、図6、図8、図16、図17の回路例において、抵抗手段をポリシリコンで形成した例をあげたが、P拡散やN拡散やノンドープポリシリコン等の他の要素で形成してもよい。   Further, in the circuit examples of FIGS. 1, 2, 6, 8, 16, and 17, the example in which the resistance means is formed of polysilicon has been described. However, other than P diffusion, N diffusion, non-doped polysilicon, etc. You may form with the element of.

また、図19、図20、図21において、本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の集積回路での適用例をあげたが、図19、図20のように入力端子のフローティング防止のみならず、同様のフローティング防止ということではデータのバスラインに用いてもよい。   In FIGS. 19, 20, and 21, examples of application of the buffered ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention to an integrated circuit are given. However, as shown in FIGS. Instead, the same floating prevention may be used for the data bus line.

また、データを記憶するという目的においても図21のラッチ回路のみならず、集積回路の電源再投入後に速やかに以前の状態から動作させるに必要な回路の信号の各箇所に本発明の強誘電体コンデンサラッチ回路を接続することが効果的である。   Further, for the purpose of storing data, not only the latch circuit of FIG. 21, but also the ferroelectric of the present invention is provided at each position of a signal of a circuit necessary for promptly operating from the previous state after the integrated circuit is turned on again. It is effective to connect a capacitor latch circuit.

また、本発明の強誘電体コンデンサラッチ回路を行列状に配置し、比較的大きなメモリ容量のメモリセルアレイを効率的に制御してもよい。   Further, the ferroelectric capacitor latch circuits of the present invention may be arranged in a matrix to efficiently control a memory cell array having a relatively large memory capacity.

また、図22において無機の強誘電体薄膜はPZTNを好ましい例にあげたが、必ずしもPZTNに拘らない。例えばすでに強誘電体としてあげたPZTやSBTでもよい。更に、他にもBLT(Bi4XLaXTi312)、(Ba,Sr)TiO3、Bi4Ti312、BaBiNb29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。 Further, in FIG. 22, although PZTN is taken as a preferred example of the inorganic ferroelectric thin film, it is not necessarily related to PZTN. For example, PZT or SBT already mentioned as a ferroelectric may be used. Furthermore, Additional BLT (Bi 4X La X Ti 3 O 12), there is a (Ba, Sr) TiO 3, Bi 4 Ti 3 O 12, BaBiNb 2 O 9 , etc.. Moreover, it is innumerable if the composition ratio changes. Alternatively, a material obtained by laminating materials having different compositions in the upper layer portion and the lower layer portion of the ferroelectric thin film may be used.

また、金属膜としてまた、金属膜の電極の材質として前述した白金(Pt)以外でも可能で、Ta、Tiを用いてもよいし、Pt/Tiの合金を用いてもよい。あるいはRuO2、IrO2、SrRuO3、RhO2等の酸化物導電性膜を用いることも場合により可能である。 Also, the metal film can be made of a material other than platinum (Pt) described above as the material of the electrode of the metal film, and Ta, Ti or a Pt / Ti alloy may be used. Alternatively, an oxide conductive film such as RuO 2 , IrO 2 , SrRuO 3 , or RhO 2 can be used in some cases.

また、以上の説明において、強誘電体コンデンサに用いる強誘電体の材質をPZTNやPZTやSBTの無機の強誘電体としていた。しかし、半導体製造ラインにおいて前記無機の成分がMOS製造工程において汚染の要因となることがあり、また結晶化の温度が高温すぎてMOSICの構成要素に影響を与えることがしばしば起こる。この場合において、無機の強誘電体材料ではなく図22において強誘電体薄膜2240に有機強誘電体を用いる方法がある。有機強誘電体は無機強誘電体に比べ低温で形成されるため、金属配線工程等に影響が少ない。前記有機強誘電体の材料としてはPVDF(poly(vinylidene fluoride))、P(VDF/TrFE)(poly(vinylidene fluoride−trifluoroethylene)、もしくはナイロン7、ナイロン11等の奇数ナイロンが適している。   In the above description, the ferroelectric material used for the ferroelectric capacitor is an inorganic ferroelectric substance such as PZTN, PZT, or SBT. However, in the semiconductor manufacturing line, the inorganic component may cause contamination in the MOS manufacturing process, and the crystallization temperature is often too high to affect the components of the MOSIC. In this case, there is a method of using an organic ferroelectric material for the ferroelectric thin film 2240 in FIG. 22 instead of an inorganic ferroelectric material. Since the organic ferroelectric is formed at a lower temperature than the inorganic ferroelectric, it has less influence on the metal wiring process and the like. As the organic ferroelectric material, PVDF (poly (vinylidene fluoride)), P (VDF / TrFE) (poly (vinylidene fluoride-trifluorethylene)), or odd nylon such as nylon 7 or nylon 11 is suitable.

また、強誘電体薄膜として有機強誘電体を用いた場合には電極材料の結晶軸の制約がとれるので更に広い電極材料の選定が可能となる。   Further, when an organic ferroelectric is used as the ferroelectric thin film, the crystal axis of the electrode material can be restricted, so that a wider electrode material can be selected.

どのような材質を選択するかは電気的特性のみならず、品質の信頼性、製造上の容易さ、製造コスト等を総合的に検討するなかで選択される。   The material to be selected is selected not only in electrical characteristics but also in comprehensive consideration of quality reliability, ease of manufacture, manufacturing cost, and the like.

本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第1の実施例を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a buffered ferroelectric capacitor latch circuit according to the present invention; FIG. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路の第1の実施例を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a ferroelectric capacitor latch circuit used in the present invention; FIG. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路の第1の実施例を機能面から表現した回路図。1 is a circuit diagram illustrating a first embodiment of a ferroelectric capacitor latch circuit used in the present invention in terms of functions. FIG. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路の第1実施例の回路における電源供給時と電源オフ時の各電位と分極状態を表した模式図。The schematic diagram showing each electric potential and polarization state at the time of power supply in the circuit of the 1st example of a ferroelectric capacitor latch circuit used in the present invention at the time of power supply off. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路の第2の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 2nd Example of the ferroelectric capacitor | condenser latch circuit used in this invention. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路の第3の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 3rd Example of the ferroelectric capacitor | condenser latch circuit used in this invention. 本発明のなかで使用するトランスミッションゲートの回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure of the transmission gate used in this invention. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路の第4の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 4th Example of the ferroelectric capacitor | condenser latch circuit used in this invention. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路の第5の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 5th Example of the ferroelectric capacitor | condenser latch circuit used in this invention. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路をシンボルとして表現した回路図。The circuit diagram which expressed the ferroelectric capacitor latch circuit used in this invention as a symbol. 本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路をシンボルとして表現した回路図。The circuit diagram which expressed the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of the present invention as a symbol. 本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第2の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 2nd Example of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of this invention. 本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路の第3の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 3rd Example of the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of this invention. 本発明の中に用いる緩衝回路の第3の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 3rd Example of the buffer circuit used in this invention. 本発明の中に用いる緩衝回路の第4の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 4th Example of the buffer circuit used in this invention. 本発明の中に用いる緩衝回路の第5の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 5th Example of the buffer circuit used in this invention. 本発明の中に用いる緩衝回路の第6の実施例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 6th Example of the buffer circuit used in this invention. 本発明の中に用いる強誘電体コンデンサラッチ回路を集積回路に適用した第1の応用例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 1st application example which applied the ferroelectric capacitor latch circuit used in this invention to the integrated circuit. 本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路を集積回路に適用した第1の応用例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 1st application example which applied the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of this invention to the integrated circuit. 本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路を集積回路に適用した第3の応用例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 3rd application example which applied the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of this invention to the integrated circuit. 本発明の緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路を集積回路に適用した第2の応用例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 2nd application example which applied the buffer type ferroelectric capacitor latch circuit of this invention to the integrated circuit. 本発明および従来の強誘電体メモリ装置に用いる強誘電体コンデンサの構造例を示す断面図。Sectional drawing which shows the structural example of the ferroelectric capacitor used for this invention and the conventional ferroelectric memory device. 本発明および従来の強誘電体メモリ装置に用いる強誘電体コンデンサもしくは高誘電体コンデンサをシンボルとして表現した回路図。The circuit diagram which expressed the ferroelectric capacitor or high-dielectric capacitor used for this invention and the conventional ferroelectric memory device as a symbol. 本発明および従来の強誘電体メモリ装置に用いる強誘電体コンデンサの強誘電体薄膜の印加電圧と分極電荷の代表的なヒステリシス特性を示す特性図。The characteristic view which shows the typical hysteresis characteristic of the applied voltage and polarization charge of the ferroelectric thin film of the ferroelectric capacitor used for this invention and the conventional ferroelectric memory device. 本発明および従来の強誘電体メモリ装置に用いる強誘電体コンデンサの強誘電体薄膜の印加電圧と分極電荷の状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the state of the applied voltage and polarization charge of the ferroelectric thin film of the ferroelectric capacitor used for this invention and the conventional ferroelectric memory device. 従来の強誘電体メモリ装置に用いるメモリセルの構造の第1例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 1st example of the structure of the memory cell used for the conventional ferroelectric memory device. 従来の強誘電体メモリ装置に用いるメモリセルの構造の第2例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 2nd example of the structure of the memory cell used for the conventional ferroelectric memory device. 従来の強誘電体メモリ装置に用いるメモリセルの構造の第3例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 3rd example of the structure of the memory cell used for the conventional ferroelectric memory device. 従来の強誘電体メモリ装置に用いるメモリセルの構造の第4例を示す回路図。The circuit diagram which shows the 4th example of the structure of the memory cell used for the conventional ferroelectric memory device.

符号の説明Explanation of symbols

11,12,2611,2701,2702,2801,2802,2901,2902…強誘電体コンデンサ、13,14,751,851,853,1261,1263,1461,1463,2612,2713,2714,2715,2716,2813,2814…N型MOSFET、15,16,752,852,854,1262,1264,1462,1464,2711,2712,2815,2816…P型MOSFET、17,18,117,118…入出力端子、101,1201,1810…強誘電体コンデンサラッチ回路、111,112…緩衝回路、135,146,1821,2923…インバータ回路、191,192,193,194,1423,1623,1723,1724…コンデンサ、121,122,195,196,197,198,1661,1662…抵抗手段、691,692,693,694,1523…高誘電体コンデンサ、753,754…端子、897,898,1421,1422,2924,2925…トランスミッションゲート、1822…パッド入力端子、1910,2010,2141,2142…緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路、2143,2144…NAND回路、2240…強誘電体薄膜、2241,2242…コンデンサ電極、2401,2402,2403,2404,2405,2406…特性点、2613,2721,2821…ワード線、2614,2723,2724,2823,2824…ビット線、2615,2722,2822…プレート線、2921,2922…制御信号付きインバータ回路。
11, 12, 2611, 2701, 2702, 2801, 2802, 2901, 2902 ... ferroelectric capacitors, 13, 14, 751, 851, 853, 1261, 1263, 1461, 1463, 2612, 2713, 2714, 2715, 2716 , 2813, 2814... N-type MOSFET, 15, 16, 752, 852, 854, 1262, 1264, 1462, 1464, 2711, 2712, 2815, 2816... P-type MOSFET, 17, 18, 117, 118. , 101, 1201, 1810 ... ferroelectric capacitor latch circuit, 111, 112 ... buffer circuit, 135, 146, 1821, 2923 ... inverter circuit, 191, 192, 193, 194, 1423, 1623, 1723, 1724 ... capacitor, 121 122,195,196,197,198,1661,1662 ... resistor means, 691,692,693,694,1523 ... high dielectric capacitor, 753,754 ... terminal, 897,898,1421,1422,2924,2925 ... Transmission gate, 1822 ... Pad input terminal, 1910, 2010, 2141, 1422 ... Buffer type ferroelectric capacitor latch circuit, 2143, 2144 ... NAND circuit, 2240 ... Ferroelectric thin film, 2241, 2242 ... Capacitor electrode, 2401, 4022 , 2403, 2404, 2405, 2406 ... characteristic points, 2613, 2721, 2821 ... word lines, 2614, 2723, 2724, 2823, 2824 ... bit lines, 2615, 2722, 2822 ... plate lines, 2921, 2922 ... Signal with an inverter circuit.

Claims (12)

電源となる第1電源端子および第2電源端子と、第1、第2の強誘電体コンデンサと、第1、第2のインバータ回路とを少なくとも有し、前記第1のインバ−タ回路の出力端子は前記第2のインバータ回路の入力端子に接続され、第2のインバ−タ回路の出力端子は前記第1のインバータ回路の入力端子に接続され、前記第1の強誘電体コンデンサの第1端子と第2端子は前記第1のインバータ回路の出力端子と入力端子に接続され、前記第2の強誘電体コンデンサの第1端子と第2端子は前記第2のインバータ回路の出力端子と入力端子に接続された構成の強誘電体コンデンサラッチ回路と、
甲、乙の抵抗手段を少なくとも有する緩衝回路と、を有し、
前記緩衝回路の甲の抵抗手段は前記強誘電体コンデンサラッチ回路の第1インバー回路の出力端子に接続され、乙の抵抗手段は前記強誘電体コンデンサラッチ回路の第2インバー回路の出力端子に接続されていることを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
The first inverter circuit includes at least a first power terminal and a second power terminal serving as a power source, first and second ferroelectric capacitors, and first and second inverter circuits, and an output of the first inverter circuit. The terminal is connected to the input terminal of the second inverter circuit, the output terminal of the second inverter circuit is connected to the input terminal of the first inverter circuit, and the first ferroelectric capacitor has a first terminal. The terminal and the second terminal are connected to the output terminal and the input terminal of the first inverter circuit, and the first terminal and the second terminal of the second ferroelectric capacitor are the output terminal and the input of the second inverter circuit. A ferroelectric capacitor latch circuit configured to be connected to the terminal;
A, a buffer circuit having at least the resistance means of the second, and
The resistor means of the buffer circuit is connected to the output terminal of the first inverter circuit of the ferroelectric capacitor latch circuit, and the resistor means is connected to the output terminal of the second inverter circuit of the ferroelectric capacitor latch circuit. A buffer-type ferroelectric capacitor latch circuit characterized by that.
請求項1において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路が、
電源となる第1電源端子および第2電源端子と、
第1の強誘電体コンデンサおよび第2の強誘電体コンデンサと、
第1、第2、第3および第4のコンデンサと、
前記第1電源端子および第2電源端子を電源とする第1のインバータ回路と第2のインバータ回路と、を有し、
前記第1のインバータ回路の出力端子は前記第2のインバータ回路の入力端子に接続され、かつ前記第2のインバータ回路の出力端子は前記第1のインバータ回路の入力端子に接続され、
前記第1の強誘電体コンデンサの第1端子と第2端子は前記第1のインバータ回路の出力端子と、入力端子にそれぞれ接続され、
前記第2の強誘電体コンデンサの第1端子と第2端子は前記第2のインバータ回路の出力端子と、入力端子にそれぞれ接続され、
前記第1のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第1のインバータ回路の出力端子と前記第2電源端子にそれぞれ接続され、
前記第2のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第2のインバータ回路の出力端子と前記第2電源端子にそれぞれ接続され、
前記第3のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第1の強誘電体コンデンサの第2端子と前記第1電源端子にそれぞれ接続され、
前記第4のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第2の強誘電体コンデンサの第2端子と前記第1電源端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In claim 1,
The ferroelectric capacitor latch circuit comprises:
A first power supply terminal and a second power supply terminal serving as a power source;
A first ferroelectric capacitor and a second ferroelectric capacitor;
First, second, third and fourth capacitors;
A first inverter circuit and a second inverter circuit that use the first power supply terminal and the second power supply terminal as power supplies,
The output terminal of the first inverter circuit is connected to the input terminal of the second inverter circuit, and the output terminal of the second inverter circuit is connected to the input terminal of the first inverter circuit,
A first terminal and a second terminal of the first ferroelectric capacitor are respectively connected to an output terminal and an input terminal of the first inverter circuit;
A first terminal and a second terminal of the second ferroelectric capacitor are respectively connected to an output terminal and an input terminal of the second inverter circuit;
The first terminal and the second terminal of the first capacitor are connected to the output terminal of the first inverter circuit and the second power supply terminal, respectively.
The first terminal and the second terminal of the second capacitor are connected to the output terminal of the second inverter circuit and the second power supply terminal, respectively.
A first terminal and a second terminal of the third capacitor are respectively connected to a second terminal of the first ferroelectric capacitor and the first power supply terminal;
A buffer type ferroelectric capacitor latch, wherein the first terminal and the second terminal of the fourth capacitor are connected to the second terminal of the second ferroelectric capacitor and the first power supply terminal, respectively. circuit.
請求項1において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路が、
電源となる第1電源端子および第2電源端子と、
第1の強誘電体コンデンサおよび第2の強誘電体コンデンサと、
第1、第2、第3、および第4のコンデンサと、
第1および第2の抵抗手段と、
前記第1電源端子および第2電源端子を電源とする第1のインバータ回路と第2のインバータ回路と、を有し、
前記第1のインバータ回路の出力端子は前記第1の抵抗手段を介して前記第2のインバータ回路の入力端子に接続され、
前記第2のインバータ回路の出力端子は前記第2の抵抗手段を介して前記第1のインバータ回路の入力端子に接続され、
前記第1の強誘電体コンデンサの第1端子と第2端子は前記第1のインバータ回路の出力端子と、入力端子にそれぞれ接続され、
前記第2の強誘電体コンデンサの第1端子と第2端子は前記第2のインバータ回路の出力端子と、入力端子にそれぞれ接続され、
前記第1のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第1の強誘電体コンデンサの第1端子と前記第2電源端子にそれぞれ接続され、
前記第2のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第2の強誘電体コンデンサの第1端子と前記第2電源端子にそれぞれ接続され、
前記第3のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第1の強誘電体コンデンサの第2端子と前記第1電源端子にそれぞれ接続され、
前記第4のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第2の強誘電体コンデンサの第2端子と前記第1電源端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In claim 1,
The ferroelectric capacitor latch circuit comprises:
A first power supply terminal and a second power supply terminal serving as a power source;
A first ferroelectric capacitor and a second ferroelectric capacitor;
First, second, third, and fourth capacitors;
First and second resistance means;
A first inverter circuit and a second inverter circuit that use the first power supply terminal and the second power supply terminal as power supplies,
The output terminal of the first inverter circuit is connected to the input terminal of the second inverter circuit via the first resistance means,
The output terminal of the second inverter circuit is connected to the input terminal of the first inverter circuit via the second resistance means,
A first terminal and a second terminal of the first ferroelectric capacitor are respectively connected to an output terminal and an input terminal of the first inverter circuit;
A first terminal and a second terminal of the second ferroelectric capacitor are respectively connected to an output terminal and an input terminal of the second inverter circuit;
The first terminal and the second terminal of the first capacitor are connected to the first terminal and the second power supply terminal of the first ferroelectric capacitor, respectively.
A first terminal and a second terminal of the second capacitor are respectively connected to the first terminal and the second power supply terminal of the second ferroelectric capacitor;
A first terminal and a second terminal of the third capacitor are respectively connected to a second terminal of the first ferroelectric capacitor and the first power supply terminal;
A buffer type ferroelectric capacitor latch, wherein the first terminal and the second terminal of the fourth capacitor are connected to the second terminal of the second ferroelectric capacitor and the first power supply terminal, respectively. circuit.
請求項1において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路が、
電源となる第1電源端子および第2電源端子と、
第1の強誘電体コンデンサおよび第2の強誘電体コンデンサと、
第1、第2、第3、および第4のコンデンサと、
第1、第2、第3、および第4の抵抗手段と、
前記第1電源端子および第2電源端子を電源とする第1のインバータ回路と第2のインバータ回路と、を有し、
前記第1のインバータ回路の出力端子は前記第1の抵抗手段を介して前記第2のインバータ回路の入力端子に接続され、
前記第2のインバータ回路の出力端子は前記第2の抵抗手段を介して前記第1のインバータ回路の入力端子に接続され、
前記第1の強誘電体コンデンサの第1端子は前記第3の抵抗手段を介して前記第1のインバータ回路の出力端子に接続され、第2端子は前記第1のインバータ回路の入力端子にそれぞれ接続され、
前記第2の強誘電体コンデンサの第1端子は前記第4の抵抗手段を介して前記第2のインバータ回路の出力端子に接続され、第2端子は前記第2のインバータ回路の入力端子にそれぞれ接続され、
前記第1のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第1の強誘電体コンデンサの第1端子と前記第2電源端子にそれぞれ接続され、
前記第2のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第2の強誘電体コンデンサの第1端子と前記第2電源端子にそれぞれ接続され、
前記第3のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第1の強誘電体コンデンサの第2端子と前記第1電源端子にそれぞれ接続され、
前記第4のコンデンサの第1端子と第2端子は前記第2の強誘電体コンデンサの第2端子と前記第1電源端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In claim 1,
The ferroelectric capacitor latch circuit comprises:
A first power supply terminal and a second power supply terminal serving as a power source;
A first ferroelectric capacitor and a second ferroelectric capacitor;
First, second, third, and fourth capacitors;
First, second, third and fourth resistance means;
A first inverter circuit and a second inverter circuit that use the first power supply terminal and the second power supply terminal as power supplies,
The output terminal of the first inverter circuit is connected to the input terminal of the second inverter circuit via the first resistance means,
The output terminal of the second inverter circuit is connected to the input terminal of the first inverter circuit via the second resistance means,
The first terminal of the first ferroelectric capacitor is connected to the output terminal of the first inverter circuit through the third resistor means, and the second terminal is connected to the input terminal of the first inverter circuit, respectively. Connected,
The first terminal of the second ferroelectric capacitor is connected to the output terminal of the second inverter circuit via the fourth resistor means, and the second terminal is connected to the input terminal of the second inverter circuit, respectively. Connected,
The first terminal and the second terminal of the first capacitor are connected to the first terminal and the second power supply terminal of the first ferroelectric capacitor, respectively.
A first terminal and a second terminal of the second capacitor are respectively connected to the first terminal and the second power supply terminal of the second ferroelectric capacitor;
A first terminal and a second terminal of the third capacitor are respectively connected to a second terminal of the first ferroelectric capacitor and the first power supply terminal;
A buffer type ferroelectric capacitor latch, wherein the first terminal and the second terminal of the fourth capacitor are connected to the second terminal of the second ferroelectric capacitor and the first power supply terminal, respectively. circuit.
請求項2もしくは請求項3もしくは請求項4において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路における前記第1、第2、第3、および第4のコンデンサの一部、もしくは全部が前記第1、第2の強誘電体コンデンサと同一の構造で形成されていることを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In Claim 2 or Claim 3 or Claim 4,
Part or all of the first, second, third, and fourth capacitors in the ferroelectric capacitor latch circuit are formed in the same structure as the first and second ferroelectric capacitors. A buffer type ferroelectric capacitor latch circuit characterized by the above.
請求項1から請求項4のいずれか一項において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路における前記第1のインバータ回路もしくは第2のインバータ回路は、第1の導電型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタと第2の導電型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタとを有し、
前記第1の導電型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのソース電極は第1電源端子に接続され、前記第2の導電型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのソース電極は第2電源端子に接続され、前記第1の導電型と第2の導電型の2個の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのドレイン電極とゲート電極はそれぞれ互いに接続された構成からなることを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In any one of Claims 1-4,
The first inverter circuit or the second inverter circuit in the ferroelectric capacitor latch circuit includes a first conductivity type insulated gate field effect transistor and a second conductivity type insulated gate field effect transistor. And
A source electrode of the first conductivity type insulated gate field effect transistor is connected to a first power supply terminal; a source electrode of the second conductivity type insulated gate field effect transistor is connected to a second power supply terminal; A buffer type ferroelectric capacitor latch circuit characterized in that the drain electrode and gate electrode of the two insulated gate field effect transistors of the first conductivity type and the second conductivity type are connected to each other. .
請求項3もしくは請求項4において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路における前記抵抗手段の一部、もしくは全部がポリシリコンで形成されたことを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In claim 3 or claim 4,
A buffer type ferroelectric capacitor latch circuit, wherein a part or all of the resistance means in the ferroelectric capacitor latch circuit is made of polysilicon.
請求項3もしくは請求項4において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路における前記抵抗手段の一部、もしくは全部が絶縁ゲート電界効果型トランジスタを用いたことを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In claim 3 or claim 4,
A buffer type ferroelectric capacitor latch circuit characterized in that an insulating gate field effect transistor is used for a part or all of the resistance means in the ferroelectric capacitor latch circuit.
請求項1から請求項4のいずれか一項において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路における前記強誘電体コンデンサの強誘電体薄膜は無機強誘電体からなることを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In any one of Claims 1-4,
A buffer type ferroelectric capacitor latch circuit, wherein a ferroelectric thin film of the ferroelectric capacitor in the ferroelectric capacitor latch circuit is made of an inorganic ferroelectric substance.
請求項1から請求項4のいずれか一項において、
前記強誘電体コンデンサラッチ回路における前記強誘電体コンデンサの強誘電体薄膜は有機強誘電体からなることを特徴とする強誘電体コンデンサラッチ回路。
In any one of Claims 1-4,
A ferroelectric capacitor latch circuit, wherein a ferroelectric thin film of the ferroelectric capacitor in the ferroelectric capacitor latch circuit is made of an organic ferroelectric.
請求項1において、
前記緩衝回路における前記甲、乙の抵抗手段の一部、もしくは全部がポリシリコンで形成されたことを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In claim 1,
A buffer type ferroelectric capacitor latch circuit characterized in that a part or all of the first and second resistance means in the buffer circuit are made of polysilicon.
請求項1において、
前記緩衝回路における前記甲、乙の抵抗手段の一部、もしくは全部が絶縁ゲート電界効果型トランジスタを用いたことを特徴とする緩衝型強誘電体コンデンサラッチ回路。
In claim 1,
A buffer type ferroelectric capacitor latch circuit characterized in that an insulating gate field effect transistor is used for a part or all of the resistance means of the former and the former in the buffer circuit.
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