DE10010456A1 - Reference voltage generation device for ferroelectric memory - Google Patents
Reference voltage generation device for ferroelectric memoryInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Referenzspannungserzeugung bei ferroelektrischen Speichern.The invention relates to a device for Reference voltage generation in ferroelectric memories.
Um bei Speichern die gespeicherte Information auszulesen und hinsichtlich ihres Informationsgehalts zu bewerten, wird neben dem eigentlichen Signal noch eine Referenzspannung benötigt. Bei DRAM-Speicherbausteinen ergibt sich die Referenzspannung automatisch aus der auf eine Mittenspannung VBLEQ vorgeladenen Bitleitung BL. Dieser Sachverhalt ist in den Impulsdiagrammen der beiliegenden Fig. 1A und 1B jeweils für eine logische "1" und eine logische "0" dargestellt.In order to read out the stored information during storage and evaluate its information content, a reference voltage is required in addition to the actual signal. In the case of DRAM memory modules, the reference voltage automatically results from the bit line BL precharged to a center voltage VBLEQ. This fact is shown in the pulse diagrams of the accompanying FIGS. 1A and 1B for a logic "1" and a logic "0".
Bei ferroelektrischen Speichern hingegen bewirkt sowohl eine logische "0" als auch eine logische "1" des Informations signals einen Anstieg der Bitleitungsspannung, so dass das Referenzniveau für den zum Auslesen verwendeten Differenzver stärker generiert werden muss.In the case of ferroelectric memories, on the other hand, both logical "0" as well as a logical "1" of the information signals an increase in the bit line voltage, so that Reference level for the difference ver must be generated more.
Die Impulszeitdiagramme der beiliegenden Fig. 2A und 2B ver anschaulichen jeweils die Verhältnisse für eine logische "0" und eine logische "1" auf der Bitleitung. Die zu erzeugende Referenzspannung URef muss so generiert werden, dass sie etwa in der Mitte zwischen den Spannungsniveaus für die logische "0" und die logische "1" liegt.The pulse timing diagrams of the accompanying Figs. 2A and 2B respectively, the ver illustrative conditions for a logic "0" and a logical "1" on the bit line. The reference voltage U Ref to be generated must be generated such that it lies approximately in the middle between the voltage levels for the logic "0" and the logic "1".
Bekannte Lösungen sind in "1999 Symposium an VLSI Circuits", Seite 97, ff beschrieben, bei denen a) die Referenzspannung entweder über eine externe Spannungsquelle eingespeist oder b) über ein paar von Dummyzellen am Ende der Bitleitung erzeugt wird. Known solutions are in "1999 Symposium on VLSI Circuits", Page 97, ff described, in which a) the reference voltage either fed via an external voltage source or b) via a pair of dummy cells at the end of the bit line is produced.
Die im Stand der Technik vorgeschlagenen Lösungen haben fol
gende Nachteile:
The solutions proposed in the prior art have the following disadvantages:
- 1. 1.) Ein Spannungsgenerator verhält sich bei technologischen Schwankungen anders als Speicherzellen und kann somit nicht die optimale Spannung erzielen.1. 1.) A voltage generator behaves with technological Fluctuations other than memory cells and therefore cannot achieve the optimal tension.
- 2. 2.) Referenz- oder Dummyzellen auf der Bitleitung können durch eine Vielzahl von Zugriffen anders altern als die eigentlichen Speicherzellen. Im schlimmsten Fall kann es vor kommen, dass auf die Referenz- oder Dummyzelle 10 15 mal zuge griffen wird und danach die erzeugte Referenzspannung mit einer noch nicht benutzten Speicherzelle verglichen wird.2. 2.) Reference or dummy cells on the bit line can age differently than the actual memory cells due to a large number of accesses. In the worst case, it can happen that the reference or dummy cell 10 is accessed 15 times and then the reference voltage generated is compared with an unused memory cell.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Referenzspannungserzeugung bei ferroelektrischen Speichern anzugeben, die zum einen unempfindlich auf technologische Schwankungen und zum andern bezogen auf die Speicherzellen in seinen Alterungsbedingungen ausgeglichen ist.It is therefore an object of the invention to provide a device for Reference voltage generation in ferroelectric memories to indicate, on the one hand, insensitive to technological Fluctuations and the other related to the memory cells in its aging conditions is balanced.
Durch die vorgeschlagene Lösung, bei der die Referenzzellen zur Erzeugung der Referenzspannung am Ende der Wortleitung entlang einer Referenzbitleitung angeordnet sind, lässt sich eine gleiche Anzahl von Zugriffen auf die Referenzzellen wie auf die eigentlichen Speicherzellen verwirklichen und somit für die die Referenzspannung generierenden Referenzzellen gleiche Alterungsbedingungen herstellen, wie für den übrigen ferroelektrischen Speicher.By the proposed solution, in which the reference cells to generate the reference voltage at the end of the word line are arranged along a reference bit line an equal number of accesses to the reference cells as realize on the actual memory cells and thus for the reference cells generating the reference voltage create the same aging conditions as for the rest ferroelectric memory.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind für einen "selective read"-Speicher, bei dem eine "pulsed plate" paral lel zur Bitleitung angeordnet ist, und bei dem nur 8 Bits pro aktiver Wortleitung gelesen werden, jeweils eine Referenzzelle für eine logische "0" und eine logische "1" jeweils an der wahren Wortleitung und der komplementären Wortleitung angeordnet. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Konzept lässt sich jedoch auch für VDD/2 als auch bei "pulsed plate" parallel zur Wortleitung anwenden.In an advantageous embodiment are for one "selective read" memory, in which a "pulsed plate" paral lel is arranged to the bit line, and in which only 8 bits per active word line can be read, one each Reference cell for a logical "0" and a logical "1" each on the true word line and the complementary Word line arranged. The proposed according to the invention However, the concept can also be used for VDD / 2 and "pulsed Use plate "parallel to the word line.
Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt somit in der Kombi nation der Maßnahmen, einerseits Referenzzellen zur Erzeugung der Referenzspannung zu verwenden, um technologische Schwan kungen richtig abzubilden und des weiteren diese Referenzzel len entlang der Wortleitung anzuordnen, so dass sie genauso oft angesprochen werden wie die eigentlichen Speicherzellen.The essence of the present invention thus lies in the station wagon nation of measures, on the one hand reference cells for generation to use the reference voltage to technological swan to correctly map the results and furthermore this reference target len along the word line so that they are the same are often addressed like the actual memory cells.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen:The invention is based on the drawing he he purifies. Show it:
Fig. 1 ein Impulszeitdiagramm zur Erläuterung der Referenzspannungserzeugung bei DRAMs, Fig. 1 is a pulse time chart for explaining the reference voltage generation DRAMs,
Fig. 2 ein Impulszeitdiagramm zur Erläuterung der Referenzspannungslage bei ferroelektrischen Speichern, Fig. 2 is a pulse time chart for explaining the reference voltage level in ferroelectric memories,
Fig. 3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer er findungsgemäßen Vorrichtung zur Referenzspannungserzeugung bei ferroelektrischen Speichern und Fig. 3 is a circuit diagram of an embodiment of an inventive device for generating reference voltage in ferroelectric memories and
Fig. 4A, B, C Impulszeitdiagramme zur Erläuterung der Funk tion der in Fig. 3 gezeigten Schaltung. Fig. 4A, B, C pulse timing diagrams for explaining the func tion of the circuit shown in Fig. 3.
Die Impulsdiagramme der Fig. 1 und 2 sind bereits erläutert worden.The timing diagrams of FIGS. 1 and 2 have already been explained.
Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Schaltungsanordnung eines ferroelektrischen Speichers in MOS-Technologie, bei dem eine "pulsed plate" PL <0< parallel zur Bitleitung angeordnet ist und der einen "selective read"-Speicher bildet, bei dem nur 8 bits pro aktiver Wortleitung ausgelesen werden. In Fig. 3 ist beispielhaft angenommen, dass in der ersten Zelle ganz links eine "1" gespeichert ist. Am Ende jeder Wortleitung WLT, WLC sind Referenz- oder Dummyzellen R1T, R2T und R1C, R2C angeordnet. Diese Referenzzellen sind jeweils entlang einer Referenzbitleitung BLTREF1, BLTREF2, BLCREF1, BLCREF2 angeordnet. Die Referenzzellen R1T, R2T werden mit dem Takt signal ϕ1 über einen ersten MOS-Schalter S1 miteinander kurzgeschlossen und mit der Wortleitung WLT verbunden. Die Referenzzellen R1C und R2C werden über einen zweiten MOS- Schalter S2 mit dem Taktsignal ϕ2 miteinander kurzgeschlossen. Durch diese Verbindung entsteht auf der Bitleitung BL jeweils die gewünschte Referenzspannung. Die Wortleitung aktiviert die Speicherzelle, wird jedoch nicht mit der Bitleitung verbunden. Fig. 3 shows an example of a circuit arrangement of a ferroelectric memory in MOS technology, in which a "pulsed plate" PL <disposed 0 <parallel to the bit line and a "selective read" memory form in which only 8 bits per active word line be read out. In Fig. 3 it is assumed as an example that a "1" is stored in the first cell on the far left. Reference or dummy cells R1T, R2T and R1C, R2C are arranged at the end of each word line WLT, WLC. These reference cells are each arranged along a reference bit line BLTREF1, BLTREF2, BLCREF1, BLCREF2. The reference cells R1T, R2T are short-circuited with the clock signal ϕ1 via a first MOS switch S1 and connected to the word line WLT. The reference cells R1C and R2C are short-circuited to each other via a second MOS switch S2 with the clock signal ϕ2. This connection creates the desired reference voltage on the bit line BL. The word line activates the memory cell, but is not connected to the bit line.
Die Impulszeitdiagramme in Fig. 4A, B und C zeigen jeweils Signale, die in der in Fig. 3 gezeigten Schaltungsanordnung mit der erfindungsgemäßen Referenzspannungserzeugung auftre ten. Der Vorgang beginnt zum Zeitpunkt t1 (Fig. 4B) mit der Vorderflanke des Wortleitungssignals WLT. Nach einer gewissen Zeitverzögerung geht MUX C tief, danach kommt die Vorderflanke des Taktsignals ϕ1, der den MOS-Schalter S1 durchschaltet, und damit die beiden Referenzzellen R1T und R2T durch die Dummybitleitung miteinander verbindet.The pulse timing diagrams in Fig. 4A, B and C respectively show signals occurring defects in the embodiment shown in Fig. 3 circuit arrangement with the inventive reference voltage generation th. The process begins at the time t1 (Fig. 4B) with the leading edge of the word line signal WLT. After a certain time delay, MUX C goes low, then comes the leading edge of the clock signal ϕ1, which switches through the MOS switch S1, and thus connects the two reference cells R1T and R2T to one another through the dummy bit line.
Der linke Teil der Fig. 4C zeigt das Informationssignal "1" auf der wahren Bitleitung BLT und die mit Hilfe der erfin dungsgemäßen Referenzzellen R1T und R2T erzeugte Referenzspannung während der Zeit des Taktes ϕ1.The left part of FIG. 4C shows the information signal "1" on the true bit line BLT and the reference voltage generated with the aid of the reference cells R1T and R2T according to the invention during the time of the clock ϕ1.
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2000
- 2000-03-03 DE DE2000110456 patent/DE10010456B4/en not_active Expired - Fee Related
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