JP2001167571A - 集積メモリ - Google Patents

集積メモリ

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JP2001167571A
JP2001167571A JP2000327115A JP2000327115A JP2001167571A JP 2001167571 A JP2001167571 A JP 2001167571A JP 2000327115 A JP2000327115 A JP 2000327115A JP 2000327115 A JP2000327115 A JP 2000327115A JP 2001167571 A JP2001167571 A JP 2001167571A
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JP
Japan
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memory
electrode
memory cell
potential
capacitor
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Withdrawn
Application number
JP2000327115A
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English (en)
Inventor
Heinz Hoenigschmid
ヘーニヒシュミット ハインツ
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Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 公知のメモリセルとは別の構成を有してい
る、2トランジスタ/2キャパシタ形式のメモリセルを
備えた集積メモリ。 【解決手段】 キャパシタC1,C2の電極が異なった
電極電位VPL1,VPL2に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2トランジスタ/
2キャパシタ形式のメモリセルを有する集積メモリに関
する。
【0002】
【従来の技術】US5381364A号には、形式FR
AMないしFeRAM(Ferroelectric Random Acces M
emory)であるこの形式のメモリセルを備えたメモリが
記載されている。FRAMの場合、メモリキャパシタは
強誘電体を有している。それぞれのメモリセルの2つの
メモリキャパシタの一方の電極は所属の選択トランジス
タの制御可能な区間を介してビット線対のそれぞれ1つ
のビット線に接続されている。2つの選択トランジスタ
の制御接続端子は1つの共通のワード線に接続されてい
る。それぞれのメモリセルの2つのメモリキャパシタの
第2の電極は1つの共通の電極線に接続されている。そ
れ故に、メモリキャパシタのこれらの電極にはメモリの
作動期間中常に、同じ電位が加わっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
のメモリセルとは別の構成を有している、2トランジス
タ/2キャパシタ形式のメモリセルを備えた集積メモリ
を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段および発明の効果】この課
題は、請求項1に記載の集積メモリによって解決され
る。本発明の有利な実施の形態および改良例は従属請求
項に記載されている。
【0005】本発明の集積メモリでは、それぞれのメモ
リセルの2つのキャパシタの、トランジスタとは反対側
の電極はメモリセルへのアクセスの期間に、相互に異な
っている電極電位、すなわち第1の電極電位および第2
の電極電位に接続されている。
【0006】これにより、メモリセルに接続されている
2つのビット線に対して、第1の電位と第2の電位との
間にあるプリチャージ電位を選択することができる。こ
れに対して、いわゆるVDD/2コンセプトに従って動
作する従来のFRAMでは殊に、ビット線のプリチャー
ジ電位の選択は非常に制限されている。この形式のメモ
リでは、メモリキャパシタの、選択トランジスタとは反
対側の電極は給電電位VDDの1/2に持続的に接続さ
れている。読み出しの際に生じる、ビット線対における
差分電位を申し分なく効果的に評価できるようにするた
めに、2つのビット線を読み出しの前にアースに「プリ
チャージ」もしくは放電することが必要である。従って
これら従来のメモリでは、プリチャージ電位は比較的大
きな値領域において任意に選択することはできない。こ
れに対して本発明では、プリチャージ電位は比較的大き
な領域から選択することができ、それは第1の電極電位
と第2の電極電位との間にありさえすればよい。
【0007】本発明では、ビット線のプリチャージ電位
がメモリセルのトランジスタの導通切換の前に第1の電
極電位と第2の電極電位との平均値に相応するようにす
れば、VDD/2コンセプトに従って動作するFRAM
に対する最良の結果が得られる。その場合読み出しの際
に、ビット線対に最大の差分信号が生じる。
【0008】
【発明の実施の形態】メモリセルのデータ消失を回避す
るために、本発明の実施の形態によれば、メモリセルに
記憶されている情報の読み出しおよび新たな書き込みが
行われる、メモリのリフレッシュ作動モードを設定する
と有利である。
【0009】リフレッシュ作動モードに対して択一的
に、本発明の別の実施の形態によれば、メモリセルはそ
れぞれ2つの短絡エレメントを有しており、該短絡エレ
メントはそれぞれ、メモリセルの2つのトランジスタが
非道通状態である間、キャパシタの一方を短絡するため
に用いられる。すなわち、強誘電体メモリキャパシタの
場合、キャパシタの2つの電極に同一の電位が加わって
いる、すなわちキャパシタで電圧が降下していない限
り、データ消失は回避される。
【0010】それぞれのメモリセルの2つのトランジス
タの制御接続端子は共通のワード線に接続されているよ
うにすることもできるし、またはメモリセルへのアクセ
スの際に、トランジスタが同時に活性化ないし非活性化
されることによって、トランジスタの導通および遮断を
同時に作用する異なったワード線に接続されていてもよ
い。
【0011】本発明は例えば、例えば、FRAMの形式
の強誘電体メモリ、殊にVDD/2コンセプトに従って
動作するようなものに適している。しかし本発明は、別
のメモリ、例えばメモリキャパシタの、選択トランジス
タとは反対側の電極の電位がメモリアクセスの期間にパ
ルス化されるいわゆる電極電位がパルス化される形式
(パルスド・プレート・コンセプト=Pulsed-Platte-Ko
nzept)に従って動作する別のメモリ、または2トラン
ジスタ/2キャパシタ形式のメモリセルを有する任意の
別のメモリに適用可能である。
【0012】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【0013】図1には、FRAMの形式の本発明のメモ
リの2トランジスタ/2キャパシタメモリセルの構成が
示されている。メモリのそれぞれのメモリセルMCは2
つの選択トランジスタT1,T2および2つのメモリキ
ャパシタC1,C2を有している。キャパシタC1,C
2は強誘電体を有している。それぞれのキャパシタC
1,C2の一方の電極は所属のトランジスタT1,T2
の制御可能な区間を介してビット線対のそれぞれのビッ
ト線BL,/BLに接続されている。2つのビット線は
読み出し増幅器SAに接続されている。この増幅器はメ
モリセルMCへの読み出しアクセスの際に、ビット線対
に生じる差分信号を増幅するために用いられる。
【0014】2つのトランジスタT1,T2の制御接続
端子はワード線WLに接続されている。ワード線WLお
よびビット線BL,/BLを介して、メモリの所定のメ
モリセルMCの選択が行われる。キャパシタC1,C2
の、トランジスタT1,T2とは反対側の電極は2つの
異なっている一定の電極電位VPL1=0VおよびVP
L2=3Vに接続されている。
【0015】図1に図示のメモリセルMCは更に、nチ
ャネルトランジスタの形の2つの短絡エレメントSEを
有している。これらトランジスタの制御可能な区間は2
つのキャパシタC1,C2のそれぞれ1つの2つの電極
を相互に接続している。短絡エレメントSEの制御接続
端子は短絡信号SHTに接続されている。短絡エレメン
トSEは、所属のキャパシタC1,C2の2つの電極を
同一の電位にするための用いられ、この間に所属のトラ
ンジスタT1,T2は阻止されている。その時キャパシ
タC1,C2には電圧は加わらないので、キャパシタに
よって蓄積された情報は記憶された状態を持続的に維持
する。
【0016】メモリセルMCの別の実施例において、短
絡エレメントSEは省略することもできる。にも拘わら
ずキャパシタC1,C2のデータ消失を回避するため
に、リフレッシュ作動モードを設定して、そこで時々、
それぞれのメモリセルMCの内容が読み出されかつ引き
続いて再びメモリセルに再書き込みされるようにする必
要性があることもある。
【0017】図2には、図1に図示のメモリセルMCに
対する読み出しアクセスの際に生じる信号経過が示され
ている。図2の1番上の波形図には、トランジスタT2
に接続されている、第2のキャパシタC2の電極の電位
経過が図示されている。図2の真ん中の波形図には、第
1のトランジスタT1に接続されている、第1のキャパ
シタC1の電極の電位経過が図示されている。一番下の
波形図には、ワード線WL並びに2つのビット線BL,
/BLの電位経過が示されている。2つの相前後して実
施される読み出しアクセスの期間の電位経過が図示され
ており、その際メモリセルMCには論理「0」が記憶さ
れている。
【0018】メモリセルMCに対する読み出しアクセス
の前に、2つのビット線BL,/BLは共通のプリチャ
ージ電位V1=1.5Vにプリチャージされる。この電
位は2つの電極電位VPL1=0VおよびVPL2=3
Vの平均値に相応する。引き続いて、ワード線WLは正
の側縁によってアクティブになる。これにより、トラン
ジスタT1,T2は導通接続されるので、ビット線B
L,/BLとキャパシタC1,C2との間で電荷の平衡
状態が生じる。その際論理「0」が記憶されているとい
う考察の例では、第1のビット線BLの電位は僅かに低
減されかつ第2のビット線/BLの電位は僅かに上昇さ
れる。引き続いて、読み出し増幅器SAが活性化され、
その結果ビット線対BL,/BLにおける差分信号が増
幅される。読み出しアクセスはワード線WLにおける電
位の負の側縁によって終了する。
【0019】図3および図4には、それぞれ、図1の図
示の形式のメモリセルMCを有している本発明のメモリ
の異なった実施例が拡大図にて示されている。その際第
1の電極電位VPL1および第2の電極電位VPLの供
給は電極線PLiを用いて行われる。
【0020】図3に図示のメモリでは、電極線PLiは
ワード線WLmに対して平行に延在している。メモリセ
ルMCはそれぞれ2つの点および1つの楕円によって示
されている。その際これらの点は、それぞれのメモリセ
ルMCに対応付けられているビット線BLn,/BLn
およびワード線WLmの交点に存在している。図1のメ
モリセルMCとは異なって、図3のメモリセルMCにお
けるトランジスタT1,T2の制御接続端子は、それぞ
れの共通のワード線WLに接続されておらず、それぞれ
2つの隣接するワード線WL1,WL2;WL3,WL
4等(WL5…と続く)に接続されている。メモリセル
の1つに対するアクセスの際、それぞれ2つの所属のワ
ード線が同時に活性化され、すなわち高いレベルにされ
るので、メモリセルMCの2つのトランジスタT1,T
2は同時に導通切換される。
【0021】図3の電極線PLiは、これらが、それぞ
れ異なったメモリセルMCに配属されているそれぞれ2
つのポリ・シリコンワード線WL2,WL3,WL4,
WL5等の上方に延在しているように形成されている。
電極線PLiは第1の電極電位VPL1または第2の電
極電位VPL2に接続されている。その際2つの電極電
位VPL1,VPL2は隣接する電極線PLiにおいて
常に交番的に現れる。このようにして、それぞれのメモ
リセルMCのキャパシタC1,C2の、トランジスタT
1,T2とは反対側の電極はそれぞれ異なっている電極
電位VPL1,VPL2に接続されているようになる。
【0022】図4には、図3に図示のメモリの変形例が
示されているが、ここでは電極線PLiはワード線WL
mに平行ではなく、ビット線BLn,/BLnに平行に
配置されている。図3では集積メモリのビット線対の2
つだけが図示されている一方、図4では、2つのビット
線対が完全におよび2つの別のビット線のうち、それぞ
れビット線の1つだけが、すなわち/BL0およびBL
3だけが図示されている。図4の実施例においても、そ
れぞれのメモリセルMCのキャパシタC1,C2の、所
属のトランジスタT1,T2とは反対側の電極がそれぞ
れ異なっている電極電位VPL1,VPL2に接続され
ていることが保証されている。すなわち図4の場合も、
隣接する電極線PLiはそれぞれ異なっている電極電位
VPL1,VPL2に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメモリの2トランジスタ/2キャパシ
タメモリセルの回路略図である。
【図2】図1のメモリセルの信号経過図である。
【図3】電極線がワード線に平行に延在している、集積
メモリの一部のレイアウトを示す略図である。
【図4】ビット線がワード線に平行に延在している、集
積メモリの一部のレイアウトを示す略図である。
【符号の説明】
MC メモリセル、 SE 短絡エレメント、 BL.
/BL ビット線、WL ワード線、 T1,T2 ト
ランジスタ、 C1,C2 キャパシタ、VPL1,V
PL2 電極電位、 PL 電極線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ2つのトランジスタ(T1,T
    2)および2つのキャパシタ(C1,C2)を有してお
    りかつビット線(BL,/BL)およびワード線(W
    L)の交点に配置されているメモリセル(MC)を備え
    た集積メモリであって、該メモリセル(MC)において
    それぞれ第1のキャパシタ(C1)の第1の電極は第1
    のトランジスタ(T1)の制御可能な区間を介してビッ
    ト線の一方(BL)に接続されており、第1のキャパシ
    タ(C1)の第2の電極はメモリセルへのアクセスの期
    間に一定の第1の電極電位(VPL1)に接続されてお
    り、第2のキャパシタ(C2)の第1の電極は第2のト
    ランジスタ(T1)の制御可能な区間を介してビット線
    の他方(/BL)に接続されており、第2のキャパシタ
    (C1)の第2の電極はメモリセルへのアクセスの期間
    に一定の第2の電極電位(VPL2)に接続されてお
    り、該電極電位は前記第1の電極電位とは異なってお
    り、2つのトランジスタ(T1,T2)の制御接続端子
    はワード線(WL)の少なくとも1つに接続されてお
    り、該ワード線を介して該トランジスタはメモリセルへ
    のアクセスの際に同時に導通切換され、ここでビット線
    (BL,/BL)の電位はトランジスタ(T1,T2)
    の導通切換の前にはプリチャージ電位(V1)であると
    いう形式の集積メモリにおいて、前記プリチャージ電位
    は前記2つの電極電位(VPL1,VPL2)の間にあ
    りかつ実質的に該2つの電極電位(VPL1,VPL
    2)の平均値であることを特徴とする集積メモリ。
  2. 【請求項2】 リフレッシュ作動モードにおいて、メモ
    リセル(MC)に記憶されている情報の読み出しおよび
    新たな書き込みが行われる請求項1記載の集積メモリ。
  3. 【請求項3】 メモリセル(MC)はそれぞれ2つの短
    絡エレメント(SE)を有しており、該短絡エレメント
    はそれぞれ、キャパシタ(C1,C2)の一方を短絡す
    るために用いられ、その間メモリセルの2つのトランジ
    スタ(T1,T2)は非道通状態である請求項1または
    2記載の集積メモリ。
  4. 【請求項4】 それぞれのメモリセル(MC)の2つの
    トランジスタ(T1,T2)の制御接続端子に接続され
    ているワード線(WL)はそれぞれ1つの共通のワード
    線によって形成されている請求項1から3までのいずれ
    か1項記載の集積メモリ。
  5. 【請求項5】 メモリは強誘電体メモリでありかつ該メ
    モリのキャパシタ(C1,C2)は強誘電体を有してい
    る請求項1から4までのいずれか1項記載の集積メモ
    リ。
JP2000327115A 1999-10-29 2000-10-26 集積メモリ Withdrawn JP2001167571A (ja)

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