DE69815600T2 - Ferroelektrische Speicheranordnung - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung und insbesondere eine ferroelektrische Speichervorrichtung, bei welcher ferroelektrisches Material verwendet wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In einer ferroelektrischen Speichervorrichtung wird ein in einer Speicherzelle gespeichertes Datum in den meisten Fällen basierend auf einer durch eine Dummyzelle erzeugten Referenzspannung gelesen, und es sind ernsthafte Anstrengungen unternommen worden, um die Charakteristiken der Dummyzelle zu verbessern. Jedoch sind bezüglich der herkömmlichen Dummyzellen zwei Nachteile aufgezeigt worden; siehe beispielsweise EP 0 767 464 A .
  • Bei der Dummyzelle mit einem ferroelektrischen Kondensator, bei welcher die Richtung der Polarisation des ferroelektrischen Kondensators invertiert wird, wann immer die Referenzspannung erzeugt wird, wird die Referenzspannung aufgrund einer dielektrischen Ermüdung von ferroelektrischem Material der Dummyzelle unsicher, wenn die Referenzspannung viele Male erzeugt wird.
  • In der Dummyzelle der anderen Art ist der ferroelektrische Kondensator in der Dummyzelle so entwickelt, dass seine Kapazität unterschiedlich von derjenigen der Speicherzelle ist. Jedoch ist gemäß diesem Verfahren das Verfahren zum Entwerfen der Kondensatorgröße des ferroelektrischen Kondensators in der Dummyzelle zu kompliziert.
  • Wie es oben angegeben ist, ist es äußerst wünschenswert, eine Dummyzelle zu entwickeln, bei welcher die Polarisation der Dummyzelle in einem Fall nicht invertiert wird, in welchem die Referenzspannung erzeugt wird, und der ferroelektrische Kondensator der Dummyzelle derselbe wie derjenige der Speicherzelle ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, Probleme in Bezug auf Verfahren zum Erzeugen einer Referenzspannung zu lösen, welche für eine Halbleiterspeichervorrichtung unter Verwendung ferroelektrischen Materials vom Typ mit einem Transistor – einem Kondensator nötig ist, und eine ferroelektrische Speichervorrichtung mit einer äußerst zuverlässigen Leseschaltung zu schaffen.
  • Gemäß dem Merkmal der Erfindung weist eine ferroelektrische Speichervorrichtung folgendes auf:
    mehrere Speicherzellen, die mit den jeweiligen Bitleitungen verbunden sind, wobei jede der Speicherzellen aus einem ferroelektrischen Kondensator und einem MOS-Transistor besteht,
    wobei eine Richtung einer Polarisation von ferroelektrischem Material des ferroelektrischen Kondensators einem in der Speicherzelle gespeicherten Datum entspricht,
    zwei Dummyzellen, die jeweils mit den Bitleitungen verbunden sind, wobei jede der Dummyzellen dieselbe Struktur und denselben ferroelektrischen Kondensator wie diejenigen der Speicherzelle hat,
    wobei eine Richtung einer Polarisation eines ferroelektrischen Materials eines ferroelektrischen Kondensators der Dummyzelle so eingestellt ist, dass sie in einem Fall nicht invertiert wird, in welchem ein in der Dummyzelle gespeichertes Datum gelesen wird, und
    einen Leseverstärker, der mit den Bitleitungen verbunden ist, und der mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Offsets bzw. Versatzes darin versehen ist, indem er absichtlich ins Ungleichgewicht gebracht wird, und der das in der Speicherzelle gespeicherte Datum unter Bezugnahme auf eine Spannung, die durch den Offset erzeugt wird, und eine Signalspannung, die von der Dummyzelle gelesen wird, liest.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung wird in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen detaillierter erklärt, wobei:
  • 1 ein Schaltungsdiagramm zum Erklären eines herkömmlichen Verfahrens zum Erzeugen einer Referenzspannung ist,
  • 2 ein Schaltungsdiagramm zum Erklären eines herkömmlichen Verfahrens zum Erzeugen einer Referenzspannung ist,
  • 3 ein Schaltungsdiagramm zum Erklären eines herkömmlichen Verfahrens zum Erzeugen einer Referenzspannung ist,
  • 4 ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen einer ferroelektrischen Speichervorrichtung als das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist,
  • 5 ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen einer ferroelektrischen Speichervorrichtung als das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist,
  • 6A Verhalten von Spannungen von Bitleitungen der ferroelektrischen Speichervorrichtung im Zeitbereich zeigt, wenn ein in einer Speicherzelle gespeichertes Datum gelesen wird,
  • 6B Verhalten von Spannungen von Bitleitungen der ferroelektrischen Speichervorrichtung im Zeitbereich zeigt, wenn ein in einer Speicherzelle gespeichertes Datum gelesen wird,
  • 7 eine dielektrische Hysterese eines ferroelektrischen Materials zeigt, und
  • 8 eine Beziehung zwischen einer Polarisationsladung von ferroelektrischem Material und der Anzahl von Lesezyklen zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Vor einem Erklären einer ferroelektrischen Speichervorrichtung bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung wird die vorgenannte herkömmliche ferroelektrische Speichervorrichtung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 erklärt.
  • Bei einer ferroelektrischen Speichervorrichtung, die eine Speicherzelle vom Typ mit einem Transistor- einem Kondensator (vom 1T1C-Typ) verwendet, ist es nötig, eine Referenzspannung zu erzeugen, um zu unterscheiden, ob ein aus einer Speicherzelle gelesenes Datum "0" oder "1" ist. Als eines der Verfahren zum Erzeugen der Referenzspannung ist eine Technologie wohlbekannt, bei welcher eine Dummyzelle verwendet wird. Als Verfahren zum Aufbauen der Dummyzelle können diejenigen aufgezählt werden, die in den japanischen Patenten Kokai 7-192476 und 7-93978 offenbart sind. Bei diesen Verfahren werden zwei Dummyzellen aufgebaut, die jeweils ferroelektrische Kondensatoren aufweisen, und werden Daten von jeweils "1" und "0" in beide Dummyzellen geschrieben. Die Referenzspannung wird durch Lesen dieser Daten und durch Ableiten des Mittelwerts von ihnen erzeugt.
  • Das im japanischen Patent Kokai 7-93978 offenbarte Verfahren wird unter Bezugnahme auf 1 erklärt. Daten "1" und "0" werden jeweils in Dummyzellen DMCa1 und DMCa2 geschrieben. Nachdem Bitleitungen BLa1 und BLa2 vorgeladen sind, werden die Dummyzellen DMCa1 und DMCa2 jeweils durch Wortleitungen DWLa1 und DWLa2 ausgewählt, und dadurch werden Signalspannungen entsprechend "1" und "0" jeweils auf den Bitleitungen BLa1 und BLa2 erzeugt. Als nächstes wird durch ein Signal zum Kurzschließen der Bitleitungen veranlasst, dass ein Transistor TSW1 eingeschaltet wird, und eine Signalspannung, die zwischen denjenigen entsprechend "1" und "0" ist, wird auf beiden Bitleitungen erzeugt. Dann wird veranlasst, dass TSW1 in den Aus-Zustand gelangt, und die Bitleitung BLa1 wird wiederum vorgeladen, und ein in der Speicherzelle MCa1 gespeichertes Datum wird gelesen. In diesem Fall entspricht die Spannung der Bitleitung BLa1 einem aus der Speicherzelle MCa1 gelesenen Datum, d. h. "1" und "0", und die Spannung der Bitleitung BLa2 entspricht einem Datum in der Mitte zwischen "1" und "0". Auf diese Weise kann eine ferroelektrische Speichervorrichtung vom Typ mit einem Transistor – einem Kondensator aufgebaut sein. Darüber hinaus wird bei einer im japanischen Patent Kokai 7-192476 offenbarten Technologie eine durch die Dummyzelle erzeugte Referenzspannung in einem Speicher gespeichert, und darauffolgend wird die Referenzspannung nicht durch die Dummyzelle erzeugt, und dadurch kann die Verschlechterung der Dummyzelle, welche Verschlechterung durch eine dielektrische Ermüdung von ferroelektrischem Material verursacht wird, verhindert werden.
  • Als weitere Verfahren zum Aufbauen einer Dummyzelle können Technologien aufgezählt werden, die im japanischen Patent Kokai 2-301093 und im US-Patent 4873664 offenbart sind. Bei diesen Technologien ist die Größe eines ferroelektri schen Kondensators der Dummyzelle unterschiedlich von derjenigen einer Speicherzelle, und eine Referenzspannung wird durch eine solche Struktur erzeugt.
  • Die im japanischen Patent Kokai 2-301093 offenbarte Technologie wird unter Bezugnahme auf 2 erklärt. In dieser Zeichnung wird eine Speicherzelle MCa1 durch eine Wortleitung WLa1 ausgewählt, und eine Signalspannung wird auf einer Bitleitung BLa1 durch Antreiben einer Plattenleitung PLa1 erzeugt. Die Dummyzelle DMCa1 wird durch eine Wortleitung DWLa1 ausgewählt, und eine Referenzspannung wird auf einer Bitleitung BLa2 durch Antreiben einer Plattenleitung DPLa1 erzeugt. Die Kondensatorgröße der Dummyzelle wird so ausgewählt, dass sie kleiner als diejenige der Speicherzelle ist, und die Richtung ihrer Polarisation wird so eingestellt, dass die Polarisation immer invertiert wird, wann immer die Referenzspannung erzeugt wird.
  • Darüber hinaus ist die Kapazität von CFa1 in einem Fall, in welchem ihre Polarisation nicht invertiert wird, kleiner als die Kapazität von DCFa1 in einem Fall, in welchem ihre Polarisation invertiert wird. Als Ergebnis ist die Kapazität von DCFa1 kleiner als diejenige von CFa1 in einem Fall, in welchem ihre Polarisation invertiert wird, und größer als diejenige von CFa1 in einem Fall, in welchem ihre Polarisation nicht invertiert wird. Demgemäß kann eine Signalspannung entsprechend einem Datum in der Mitte zwischen "1" und "0" auf der Bitleitung BLa2 erzeugt werden. Beim vorgenannten Beispiel ist die Kondensatorgröße von DCFa1 kleiner als diejenige von CFa1, aber ein gleiches Ergebnis kann in einem Fall erhalten werden, in welchem die Kondensatorgröße von DCFa1 größer als diejenige von CFa1 ist und die Richtung einer Polarisation der Dummyzelle so eingestellt ist, dass sie nicht invertiert wird, in einem Fall, in welchem die Referenzspannung erzeugt wird, wie es im US-Patent 4873664 gezeigt ist.
  • Darüber hinaus kann als weitere Technologie zum Aufbauen einer Dummyzelle diejenige beispielhaft gezeigt werden, die im japanischen Patent Kokai 5-114741 offenbart ist. Bei dieser Technologie wird ein Kondensator mit einem gewöhnlichen dielektrischen Material als Dummyzelle verwendet, und eine durch Lesen einer Speicherzelle erhaltene Signalspannung wird durch Verwenden einer in der Dummyzelle gespeicherten elektrischen Ladung erhöht, so dass eine Vorladespannung gleich einer Spannung entsprechend einem Zwischenpegel zwischen "1" und "0" ist.
  • Diese Technologie wird unter Bezugnahme auf 3 erklärt. Eine Spannung VCC/2 wird zwischen beide Elektroden des Speicherzellenkondensators CFa1 von der Außenseite aus angelegt. Darüber hinaus wird eine Speicherzelle MCa1 durch eine Wortleitung WLa1 ausgewählt, und eine Signalspannung wird auf eine Bitleitung BLa1 erzeugt. Ein Dummyzellenkondensator DCa1 wird durch eine Dummyzellen-Wortleitung DWLa1 ausgewählt, und die Spannung der Bitleitung BLa1 wird erhöht. Wenn das Datum der Speicherzelle MCa1 gelesen wird, werden zuerst die Bitleitungen BLa1 und BLa2 auf die Spannung von VCC vorgeladen, wird dann eine Wortleitung WLa1 ausgewählt und wird ein Datum auf einer Bitleitung gelesen. Als nächstes wird eine Dummyzellen-Wortleitung DWLa1 ausgewählt und wird die Spannung der Bitleitung erhöht. In diesem Fall wird die Kapazität der Dummyzelle so ausgewählt, dass die erhöhte Spannung der Bitleitung höher als die Vorladespannung in einem Fall ist, in welchem das Datum "1" ist, und niedriger als die Vorladespannung in einem Fall ist, in welchem das Datum "0" ist. Als Ergebnis kann das Datum mittels eines Leseverstärkers SAa1 unter Verwendung der Vorladespannung von BLa2 als die Referenzspannung erfasst werden.
  • In einem Fall, in welchem ein Datum wiederholt aus einem ferroelektrischen Speicherelement mit ferroelektrischem Material mit einer dielektrischen Hysterese-Kennlinie in 7 gelesen wird, ist es wünschenswert, dass eine elektrische Polarisationsladung unabhängig von der Anzahl der Male eines Auslesens konstant ist. Jedoch wird, wie es in 8 gezeigt ist, in einem Fall, in welchem die Polarisation von ferroelektrischem Material jedes Mal invertiert wird, wenn das Datum gelesen wird, die Polarisation wegen einer dielektrischen Ermüdung von ferroelektrischem Material kleiner, wenn sich die Anzahl von Lesezyklen für ein Lesen erhöht. Gegensätzlich dazu wird in einem Fall, in welchem die Polarisation nicht jedes Mal invertiert wird, wenn das Datum gelesen wird, die Polarisationsladung unabhängig von der Anzahl von Lesezyklen nahezu konstant gehalten. Wegen dem vorgenannten Grund kann gemäß der ersten Dummyzelle, bei welcher Daten "1" und "0" jeweils in zwei Dummyzellen geschrieben werden und eine Referenzspannung als Zwischenpegel zwischen denjenigen zugeteilt wird, die aus den zwei Dummyzellen gelesen werden, aufgrund des Unterschieds bezüglich der Anzahl von Zugriffen zwischen der Speicherzelle und der Dummyzelle die exakte Referenzspannung nicht erzeugt werden, nachdem sie viele Male verwendet ist. Dieses Problem tritt auch in einem Fall der Dummyzelle auf, die im japanischen Patent Kokai 7-192476 offenbart ist.
  • Darüber hinaus wird bei der in 2 gezeigten zweiten Dummyzelle, bei welcher die Kondensatorgrößen zwischen dem Dummyzellenkondensator und der Speicherzelle unterschiedlich sind, die Kapazität des Speicherzellenkondensators im Voraus abgeschätzt, wonach die Kapazität der Dummyzelle abgeschätzt wird, und zwar in beiden Fällen, in welchen die Polarisation der Dummyzelle invertiert und nicht invertiert wird, und wird die Kondensatorgröße der Dummyzelle basierend auf den vorgenannten Abschätzungen bestimmt, so dass es schwierig ist, die Kondensatorgröße der Dummyzelle zu entwerfen. In dem Fall einer dritten Dummyzelle, die in 3 gezeigt ist, wobei ein Kondensator mit einem gewöhnlichen dielektrischen Material als Dummyzelle verwendet wird, tritt auch ein gleiches bzw. ähnliches Problem auf.
  • Als nächstes wird das Ausführungsbeispiel der Erfindung erklärt. 4 zeigt das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches eine Grundschaltungsstruktur ist, die sich auf eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der Erfindung bezieht. An Enden von zwei benachbarten Bitleitungen BL1 und BL2 ist ein Leseverstärker SA1, der ein Datum durch Verstärken einer Spannungsdifferenz zwischen beiden Bitleitungen erfasst, an ihren Enden angeschlossen. Zum absichtlichen Versetzen des Leseverstärkers SA1 in ein Ungleichgewicht und zum Erzeugen eines Offsets bzw. Versatzes darin sind PMOS-Transistoren T1 und T2 parallel zu PMOS-Transistoren eines herkömmlichen Leseverstärkers vom Latch-Typ bzw. Zwischenspeicherungstyp geschaltet. Die Breiten W der Kanäle der PMOS-Transistoren T1 und T2 sind so ausgewählt, dass ein geringer Offset in den Leseverstärker SA1 eingeführt wird und eine offensichtliche Referenzspannung etwas höher als eine Spannung ist, die auf der Bitleitung in einem Fall gelesen wird, in welchem die Polarisation einer Dummyzelle nicht invertiert wird, wie es in 8 gezeigt ist.
  • Eine Speicherzelle MC1 besteht aus einem ferroelektrischen Kondensator CF1 und einem Zellentransistor TC1. Ein Anschluss des ferroelektrischen Kondensators CF1 ist mit einer Plattenleitung PL1 verbunden, und sein anderer Anschluss ist mit einem von Source- und Drainanschlüssen des Zellentransistors TC1 verbunden. Der andere Anschluss bei den Source- und Drainanschlüssen des Zellentransistors TC1 ist mit der Bitleitung BL1 verbunden, und ein Gateanschluss ist mit einer Wortleitung WL1 verbunden. Die andere Speicherzelle MC2 und Dummyzellen DMC1 und DMC2 haben dieselben Schaltungsstrukturen wie diejenige der Speicherzelle MC1, und die Größen der strukturellen Elemente sind dieselben wie diejenigen der Speicherzelle MC1.
  • Als nächstes wird der Betrieb der in 4 gezeigten Schaltung zum Lesen von in einer Speicherzelle gespeicherten Daten erklärt. In den Dummyzellenkondensatoren DCF1 und DCF2 werden die Richtungen der Polarisationen im Voraus so eingestellt, dass die Polarisationen in einem Fall nicht invertiert werden, in welchem darin gespeicherte Daten gelesen werden. Zuerst werden die Bitleitungen BL1 und BL2 auf die Endungsspannung vorgeladen. Als nächstes wird der Speicher MC1 durch Anlegen eines "H"-Pegels an die Wortleitung WL1 ausgewählt, und ein Datum der Speicherzelle MC1 wird auf der Bitleitung BL1 durch Anlegen eines "H"-Pegels an die Plattenleitung PL1 gelesen. Zum Erzeugen einer Referenzspannung wird eine Dummyzelle DMC2 durch Anlegen eines "H"-Pegels an die Wortleitung DWL2 ausgewählt, und eine Ladung, die einem Fall entspricht, in welchem die Polarisation nicht invertiert wird, wird auf der Bitleitung BL2 durch Anlegen eines "H"-Pegels an die Plattenleitung DPL2 gelesen. Dann wird veranlasst, dass der PMOS-Transistor T1 in den Aus-Zustand gelangt, und wird veranlasst, dass der Transistor T2 in den Ein-Zustand gelangt, um zu veranlassen, dass der Leseverstärker SA1 in ein Ungleichgewicht gelangt, und wird der Leseverstärker SA1 aktiviert.
  • Auf diese Weise ist die Referenzspannung offensichtlich höher als eine Spannung, die auf der Bitleitung gelesen wird, die mit der Speicherzelle verbunden ist, von welcher die Polarisation nicht invertiert wird, und niedriger als eine Spannung, die auf der Bitleitung gelesen wird, die mit der Speicherzelle verbunden ist, deren Polarisation invertiert wird, wie es in 8 gezeigt ist. Dann werden die Spannungen der Bitleitungen BL1 und BL2 betrachtet. In einem Fall, in welchem die Polarisation der Speicherzelle invertiert wird, ist die Bitleitung auf der Speicherzellenseite auf einem hohen Pegel und ist die Bitleitung auf der Dummyzellenseite auf einem niedrigen Pegel, wie es in 6A gezeigt ist. In einem Fall, in welchem die Polarisation der Speicherzelle nicht invertiert wird, ist die Bitleitung auf der Speicherzellenseite auf einem niedrigen Pegel und ist die Bitleitung auf der Dummyzellenseite auf einem hohen Pegel, wie es in 6B gezeigt ist. Demgemäß kann ein Datum in der Speicherzelle MC1 exakt gelesen werden. Darüber hinaus ist deshalb, weil die Polarisation der Dummyzelle in einem Fall nicht invertiert wird, in welchem das in der Dummyzelle gespeicherte Datum gelesen wird, das Problem einer dielektrischen Ermüdung, welches in einem Fall auftritt, in welchem die Polarisation wiederholt invertiert wird, anders ausgedrückt die Unsicherheit der Referenzspannung, welche durch die Differenz bezüglich der Anzahl von Zugriffen zwischen der Speicherzelle und der Dummyzelle verursacht wird, außer Frage.
  • 5 zeigt das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Strukturen der Speicherzelle und der Dummyzelle sind dieselben wie diejenigen, die beim ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt sind. Ein Leseverstärker SA2 ist an den Enden von Bitleitungen BL1 und BL2 aufgebaut, und NMOS-Transistoren T3 und T4 sind zu NMOS-Transistoren des herkömmlichen Leseverstärkers vom Zwischenspeicherungstyp bzw. Latch-Typ geschaltet.
  • Als nächstes wird der Betrieb der in 5 gezeigten Schaltung zum Lesen eines in der Speicherzelle gespeicherten Datums erklärt. Gleich dem Fall des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels werden die Richtungen der Polarisationen der Dummyzellen DMC1 und DMC2 im Voraus so eingestellt, dass die Polarisationen in einem Fall nicht invertiert werden, in welchem darin gespeicherte Daten gelesen werden. Dann werden die Bitleitungen BL1 und BL2 auf die Endungsspannung vorgeladen. Als nächstes wird eine Speicherzelle MC1 durch Anlegen eines "H"-Pegels an die Wortleitung WL1 ausgewählt und wird ein Datum in der Speicherzelle MC1 auf der Bitleitung BL1 durch Anlegen eines "H"-Pegels an eine Plattenleitung PL1 gelesen. Zum Erzeugen einer Referenzspannung wird eine Dummyzelle DMC2 durch Anlegen eines "H"-Pegels an eine Wortleitung DWL2 ausgewählt, und wird eine Ladung, die einem Fall entspricht, in welchem die Polarisation der Dummyzelle DMC2 nicht invertiert wird, auf der Bitleitung BL2 durch Anlegen eines "H"-Pegels an eine Plattenleitung DPL2 gelesen. Danach wird veranlasst, dass ein NMOS-Transistor T3 in den Ein-Zustand gelangt, und wird veranlasst, dass ein NMOS-Transistor T4 in den Aus-Zustand gelangt, um zu veranlassen, dass der Leseverstärker SA2 in ein Ungleichgewicht gelangt, und wird der Leseverstärker SA2 aktiviert. Demgemäß ist die offensichtliche Spannung der Bitleitung BL2 höher als eine Spannung, die auf der Bitleitung BL1 in einem Fall gelesen wird, in welchem die Polarisation des Speichers nicht invertiert wird, und niedriger als die Spannung, die auf der Bitleitung BL1 in einem Fall gelesen wird, in welchem die Polarisation der Speicherzelle invertiert wird, so dass ein Datum in der Speicherzelle exakt gelesen werden kann. Darüber hinaus ist gleich dem Fall des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels deshalb, weil die Polarisation der Dummyzelle in einem Fall nicht invertiert wird, in welchem das darin gespeicherte Datum gelesen wird, die Unsicherheit der Referenzspannung, welche Unsicherheit durch den Unterschied be züglich der Anzahl von Zugriffen zwischen der Speicherzelle und der Dummyzelle verursacht wird, außer Frage.
  • Wie es im obigen angegeben ist, kann gemäß der Erfindung deshalb, weil die Polarisation der Dummyzelle in einem Fall nicht invertiert wird, in welchem das darin gespeicherte Datum gelesen wird, eine dielektrische Ermüdung des Dummyzellenkondensators unterdrückt werden, und kann die Unsicherheit der Referenzspannung, welche Unsicherheit durch den Unterschied bezüglich der Anzahl von Zugriffen zwischen der Speicherzelle und der Dummyzelle verursacht wird, eliminiert werden. Darüber hinaus kann deshalb, weil die Kondensatorgröße der Dummyzelle gleich derjenigen der Speicherzelle ist, der Entwurf der Kondensatorgröße vereinfacht werden.

Claims (4)

  1. Ferroelektrische Speichervorrichtung, die aus mehreren Paaren von Bitleitungen (BL1, BL2) besteht, die benachbart zueinander sind, von welchen jede folgendes aufweist: mehrere Speicherzellen (MC1, MC2), die mit den jeweiligen Bitleitungen verbunden sind, wobei jede der Speicherzellen aus einem ferroelektrischen Kondensator (CF1, CF2) und einem MOS-Transistor (TC1, TC2) besteht, wobei eine Richtung einer Polarisation von ferroelektrischem Material des ferroelektrischen Kondensators einem in der Speicherzelle gespeicherten Datum entspricht, zwei Dummyzellen (DMC1, DMC2), die jeweils mit den Bitleitungen verbunden sind, wobei jede der Dummyzellen dieselbe Struktur und denselben ferroelektrischen Kondensator (DCF1, DCF2) wie diejenigen der Speicherzelle hat, dadurch gekennzeichnet, dass eine Richtung einer Polarisation von ferroelektrischem Materials eines ferroelektrischen Kondensators der Dummyzelle so eingestellt ist, dass sie in einem Fall nicht invertiert wird, in welchem ein in der Dummyzelle gespeichertes Datum gelesen wird, und ein Leseverstärker (SA1), der mit den Bitleitungen verbunden ist, mit einer Einrichtung (T1, T2) zum Erzeugen eines Offsets darin versehen ist, indem er absichtlich ins Ungleichgewicht gebracht wird, und der das in der Speicherzelle gespeicherte Datum in Bezug auf eine durch den Offset erzeugte Spannung und eine aus der Dummyzelle gelesene Signalspannung liest.
  2. Ferroelektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Einrichtung zum Erzeugen eines Offsets zwei MOS-Transistoren aufweist, die jeweils mit Schaltungselementen des Leseverstärkers verbunden sind, der in Reihe zu den jeweiligen Bitleitungen geschaltet ist, und wobei einer von Ihnen veranlasst wird, in einem Fall in einen Ein-Zustand zu gelangen, in welchem das in der Dummyzelle gespeicherte Datum gelesen wird.
  3. Ferroelektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 2, wobei: die zwei MOS-Transistoren PMOS-Transistorren sind.
  4. Ferroelektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 2, wobei: die zwei MOS-Transistoren NMOS-Transistoren sind.
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11273360A (ja) * 1998-03-17 1999-10-08 Toshiba Corp 強誘電体記憶装置
JPH11273362A (ja) * 1998-03-18 1999-10-08 Sharp Corp 不揮発性半導体記憶装置
KR100363102B1 (ko) * 1998-07-15 2003-02-19 주식회사 하이닉스반도체 강유전체 메모리
JP4490514B2 (ja) * 1998-10-08 2010-06-30 株式会社東芝 強誘電体メモリ
KR100333702B1 (ko) * 1999-06-28 2002-04-24 박종섭 강유전체 메모리 장치
KR100296917B1 (ko) * 1999-06-28 2001-07-12 박종섭 강유전체 메모리 소자의 기준 전압 발생 장치
JP3703655B2 (ja) * 1999-08-11 2005-10-05 株式会社東芝 タイミング信号発生回路
JP3551858B2 (ja) 1999-09-14 2004-08-11 日本電気株式会社 半導体メモリ装置
KR100348576B1 (ko) 1999-09-30 2002-08-13 동부전자 주식회사 강유전체 메모리
KR100348577B1 (ko) 1999-09-30 2002-08-13 동부전자 주식회사 강유전체 메모리
US6573772B1 (en) * 2000-06-30 2003-06-03 Intel Corporation Method and apparatus for locking self-timed pulsed clock
JP2002197854A (ja) 2000-12-22 2002-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 強誘電体メモリ装置
JP4329919B2 (ja) * 2001-03-13 2009-09-09 Okiセミコンダクタ株式会社 半導体メモリおよび半導体メモリの駆動方法
KR100460767B1 (ko) * 2001-12-20 2004-12-09 주식회사 하이닉스반도체 강유전체 메모리 소자의 기준전압 발생장치
US6826099B2 (en) 2002-11-20 2004-11-30 Infineon Technologies Ag 2T2C signal margin test mode using a defined charge and discharge of BL and /BL
US6731554B1 (en) * 2002-11-20 2004-05-04 Infineon Technologies Ag 2T2C signal margin test mode using resistive element
US6876590B2 (en) 2002-11-20 2005-04-05 Infineon Technologies, Ag 2T2C signal margin test mode using a defined charge exchange between BL and/BL
JP4161951B2 (ja) 2004-09-16 2008-10-08 セイコーエプソン株式会社 強誘電体メモリ装置
JP4470889B2 (ja) 2006-01-25 2010-06-02 セイコーエプソン株式会社 分極転送デバイス、及びその転送制御方法
JP4983062B2 (ja) * 2006-03-20 2012-07-25 富士通セミコンダクター株式会社 メモリ装置
US7649793B1 (en) * 2006-05-04 2010-01-19 Marvell International Ltd. Channel estimation for multi-level memories using pilot signals
US8645793B2 (en) 2008-06-03 2014-02-04 Marvell International Ltd. Statistical tracking for flash memory
KR100715979B1 (ko) * 2006-05-25 2007-05-08 경북대학교 산학협력단 피형 금속 산화막 반도체 게이팅 셀을 이용한 강유전체메모리
US7808834B1 (en) 2007-04-13 2010-10-05 Marvell International Ltd. Incremental memory refresh
US8031526B1 (en) 2007-08-23 2011-10-04 Marvell International Ltd. Write pre-compensation for nonvolatile memory
US8189381B1 (en) 2007-08-28 2012-05-29 Marvell International Ltd. System and method for reading flash memory cells
US8085605B2 (en) 2007-08-29 2011-12-27 Marvell World Trade Ltd. Sequence detection for flash memory with inter-cell interference
US9911501B2 (en) * 2016-05-24 2018-03-06 Silicon Storage Technology, Inc. Sensing amplifier comprising a built-in sensing offset for flash memory devices
US9899073B2 (en) 2016-06-27 2018-02-20 Micron Technology, Inc. Multi-level storage in ferroelectric memory
US11476260B2 (en) 2019-02-27 2022-10-18 Kepler Computing Inc. High-density low voltage non-volatile memory with unidirectional plate-line and bit-line and pillar capacitor
JP2020155187A (ja) 2019-03-22 2020-09-24 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 強誘電体メモリおよびそのメモリ素子
US10964357B2 (en) * 2019-04-24 2021-03-30 Marvell Asia Pte., Ltd. Skewed sense amplifier for single-ended sensing
US11527277B1 (en) 2021-06-04 2022-12-13 Kepler Computing Inc. High-density low voltage ferroelectric memory bit-cell
US11696450B1 (en) 2021-11-01 2023-07-04 Kepler Computing Inc. Common mode compensation for multi-element non-linear polar material based gain memory bit-cell
US11482270B1 (en) 2021-11-17 2022-10-25 Kepler Computing Inc. Pulsing scheme for a ferroelectric memory bit-cell to minimize read or write disturb effect and refresh logic
US12041785B1 (en) 2022-03-07 2024-07-16 Kepler Computing Inc. 1TnC memory bit-cell having stacked and folded non-planar capacitors

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0713877B2 (ja) * 1988-10-19 1995-02-15 株式会社東芝 半導体メモリ
JP3169599B2 (ja) * 1990-08-03 2001-05-28 株式会社日立製作所 半導体装置、その駆動方法、その読み出し方法
US5461713A (en) * 1991-05-10 1995-10-24 Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. Current offset sense amplifier of a modulated current or current unbalance type for programmable memories
US5539279A (en) * 1993-06-23 1996-07-23 Hitachi, Ltd. Ferroelectric memory
JP3186485B2 (ja) * 1995-01-04 2001-07-11 日本電気株式会社 強誘電体メモリ装置およびその動作制御方法
JPH097377A (ja) * 1995-06-20 1997-01-10 Sony Corp 強誘電体記憶装置
DE69630758T2 (de) * 1995-09-08 2004-05-27 Fujitsu Ltd., Kawasaki Ferroelektrischer Speicher und Datenleseverfahren von diesem Speicher
US5677865A (en) * 1995-09-11 1997-10-14 Micron Technology, Inc. Ferroelectric memory using reference charge circuit
JPH09134594A (ja) * 1995-11-08 1997-05-20 Hitachi Ltd 半導体不揮発メモリ
US5764561A (en) * 1995-11-16 1998-06-09 Rohm Co., Ltd. Ferroelectric memory devices and method of using ferroelectric capacitors

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