JP2001229685A - Semiconductor memory and its driving method - Google Patents

Semiconductor memory and its driving method

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JP2001229685A
JP2001229685A JP2000031418A JP2000031418A JP2001229685A JP 2001229685 A JP2001229685 A JP 2001229685A JP 2000031418 A JP2000031418 A JP 2000031418A JP 2000031418 A JP2000031418 A JP 2000031418A JP 2001229685 A JP2001229685 A JP 2001229685A
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transistor
line
memory cell
gate
source
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JP2000031418A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shimada
恭博 嶋田
Shigeo Chatani
茂雄 茶谷
Nobuyuki Moriwaki
信行 森脇
Hiroshige Hirano
博茂 平野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-volatile semiconductor memory and its driving method in which data are never destroyed by read-out, and neither a selection transistor for read-out nor element separation for write-in/erasing is required. SOLUTION: In a first transistor of which has a gate electrode provided with a ferroelectric film, the gate is connected to a word line, the drain is connected to a bit line, the source is connected to a source line, and the drain and the bit line or the source and the source line are connected through a diode.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体薄膜をゲ
ートに用いた電界効果型のトランジスタである非破壊読
み出し可能な半導体記憶装置およびその駆動方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-destructively readable semiconductor memory device which is a field-effect transistor using a ferroelectric thin film as a gate and a method of driving the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゲートに強誘電体膜を具備した電界効果
型トランジスタ(以下強誘電体FETと称する。)は、
その強誘電体膜は上向きまたは下向きに分極でき、この
二つの分極の状態に対応させてその強誘電体FETのし
きい値電圧を二つの異なる値のどちらかに設定できるも
のとすると、この状態は強誘電体膜の分極が保持される
限り保持、つまり記憶される。
2. Description of the Related Art A field effect transistor (hereinafter referred to as a ferroelectric FET) having a ferroelectric film on a gate is known.
If the ferroelectric film can be polarized upward or downward, and the threshold voltage of the ferroelectric FET can be set to one of two different values corresponding to the two polarization states, this state Is retained, that is, stored as long as the polarization of the ferroelectric film is retained.

【0003】この強誘電体FETのゲート電極にワード
線、ドレインにビット線、ソースにソース線をそれぞれ
接続すれば、マトリクスアレイの各交点の要素としての
メモリセルが構成される。
When a word line is connected to the gate electrode, a bit line is connected to the drain, and a source line is connected to the source of the ferroelectric FET, a memory cell is formed as an element at each intersection of the matrix array.

【0004】このメモリセルを複数構成した半導体記憶
装置のマトリクスアレイについて、図4に示す。
FIG. 4 shows a matrix array of a semiconductor memory device having a plurality of memory cells.

【0005】図4において、M11、M12、M21、
およびM22は、マトリクスアレイの各交点のメモリセ
ルC11、C12、C21、およびC22をそれぞれ構
成する強誘電体FETで、W1はM11とM12の、W
2は、M21とM22のゲートにそれぞれ接続されるワ
ード線、S1はM11とM12の、S2はM21とM2
2のソースに接続されるソース線、B1は、M11とM
21の、B2はM12とM22のドレインにそれぞれ接
続されるビット線である。
In FIG. 4, M11, M12, M21,
And M22 are ferroelectric FETs constituting the memory cells C11, C12, C21 and C22 at the respective intersections of the matrix array, and W1 is the W11 of M11 and M12.
2 is a word line connected to the gates of M21 and M22, S1 is M11 and M12, S2 is M21 and M2
The source line connected to the second source, B1, is M11 and M11.
21 is a bit line connected to the drains of M12 and M22, respectively.

【0006】メモリセルの論理状態は、選択したメモリ
セルの強誘電体FETがオンであるかオフであるかによ
って識別する。強誘電体FETがオンであるかオフであ
るかは、強誘電体FETのゲート10下のチャネル7が
導通しているかいないかによって決まり、強誘電体FE
Tのゲート電極10にある電圧を印加したとき、強誘電
体膜の分極の二つの分極の状態に応じて一方の状態で強
誘電体FETがオンに、もう一方の状態ではオフになる
ようなゲート電圧が二つの異なるしきい値電圧の間に存
在する。そこで、このゲート電圧をゲート電極に与えた
とき、たとえばオン状態の強誘電体FETの論理は
“1”でオフ状態の強誘電体FETの論理は“0”と約
束することにする。
[0006] The logic state of a memory cell is identified by whether the ferroelectric FET of the selected memory cell is on or off. Whether the ferroelectric FET is on or off depends on whether or not the channel 7 below the gate 10 of the ferroelectric FET is conducting.
When a certain voltage is applied to the gate electrode 10 of T, the ferroelectric FET is turned on in one state and turned off in the other state according to the two polarization states of the ferroelectric film. A gate voltage exists between two different threshold voltages. Therefore, when this gate voltage is applied to the gate electrode, for example, the logic of the ferroelectric FET in the on state is promised to be "1" and the logic of the ferroelectric FET in the off state is promised to be "0".

【0007】この条件で、たとえば図4中のメモリセル
C11の保持している論理を知るには、まずビット線B
1を放電して低電圧にしておき、つづいてソース線S1
の電圧を読み出し電圧まで上げたのち、ワード線W1を
前述の二つのしきい値電圧の中間にもっていく。もし、
M11のゲートの強誘電体の状態が低しきい値電圧の状
態すなわち“1”であれば、M11はオン状態であり、
S1からB1に向かって電流が流れ、B1は充電されて
B1の電圧は上昇する。一方、もしM11のゲートの強
誘電体の状態が高しきい値電圧の状態すなわち“0”で
あれば、M11はオフ状態であり、B1は充電されずB
1の電圧は低いままである。したがって、ビット線B1
の電圧の高低によって所望のメモリセルが保持している
論理状態を判別できる。
Under this condition, for example, to know the logic held in memory cell C11 in FIG.
1 to a low voltage, and then the source line S1
After raising the voltage to the read voltage, the word line W1 is moved to the middle between the two threshold voltages. if,
If the state of the ferroelectric substance of the gate of M11 is a state of a low threshold voltage, that is, "1", M11 is in an on state,
A current flows from S1 to B1, B1 is charged, and the voltage of B1 increases. On the other hand, if the state of the ferroelectric material of the gate of M11 is a state of a high threshold voltage, that is, “0”, M11 is in an off state and B1 is not charged and B1 is not charged.
The voltage of 1 remains low. Therefore, bit line B1
The logic state held by the desired memory cell can be determined from the level of the voltage.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、読み出し毎に
ワード線に電圧を印加すると、その値が前述した強誘電
体膜の分極の二つのしきい値電圧の中間であっても、
“0”状態にあるゲートの強誘電体膜に対しては、徐々
に“1”状態に近づく方向に電圧がかかることになる。
その結果、読み出し電圧を印加したワード線につながる
すべての“0”状態にあるゲートの強誘電体膜の状態
は、読み出し毎に“1”状態に近づき、次第に“0”と
“1”との判別が困難になっていくディスターブという
課題があった。
However, when a voltage is applied to the word line for each read, even if the value is between the two threshold voltages of the polarization of the ferroelectric film described above,
A voltage is gradually applied to the ferroelectric film of the gate in the “0” state in a direction approaching the “1” state.
As a result, the state of the ferroelectric film of all the gates in the “0” state connected to the word line to which the read voltage has been applied approaches the “1” state for each read, and gradually changes between “0” and “1”. There has been a problem of disturbing which makes it difficult to determine.

【0009】この問題を回避するには、強誘電体FET
を強誘電体膜の分極の状態によって、エンハンスメント
型とディプリジョン型のどちらかにし、それぞれを2つ
の論理値に対応させることにより、ワード線への電圧印
加をせずに読み出しが可能となる。しかし、ディプリジ
ョン型の強誘電体FETはゲート電圧がゼロでも常に
“1”すなわちノーマリ・オンになっているから、非選
択のメモリセルの保持している論理が“1”であると、
この非選択のメモリセルを介してビット線からソース線
への電流経路が形成され、ビット線の電位が非選択のメ
モリセルの状態によって変わるという問題が生じる。そ
のため、たとえば特開平8-139286号公報に開示
されているように、選択されたメモリセルのトランジス
タのみを接続するためのトランジスタをメモリセルに付
加する必要がある。
To avoid this problem, a ferroelectric FET
Is set to either the enhancement type or the depletion type depending on the polarization state of the ferroelectric film, and each of them is made to correspond to two logical values, thereby enabling reading without applying a voltage to the word line. However, since the dielectric ferroelectric FET is always "1" even when the gate voltage is zero, that is, normally on, if the logic held in the non-selected memory cell is "1",
A current path from the bit line to the source line is formed via the unselected memory cells, and there is a problem that the potential of the bit line changes depending on the state of the unselected memory cells. Therefore, as disclosed in, for example, JP-A-8-139286, it is necessary to add a transistor for connecting only the transistor of the selected memory cell to the memory cell.

【0010】また、任意の選択されたメモリセルのトラ
ンジスタのみデータの書き込みができるようにするた
め、たとえば、特開平5−206411号公報または特
開平5−205487号公報に示すように、トランジス
タのゲートにも選択用のトランジスタを付加する必要が
ある。
In order to write data only in the transistor of an arbitrary selected memory cell, for example, as disclosed in JP-A-5-206411 or JP-A-5-205487, It is also necessary to add a transistor for selection.

【0011】ここで、ゲートに強誘電体膜を具備した第
1のトランジスタに、選択されたメモリセルとワード線
およびビット線とにそれぞれ選択用トランジスタTB、
TPを備えたメモリセルについて、図5に示す。
Here, a first transistor having a ferroelectric film at its gate is connected to a selected memory cell and a word line and a bit line to a selection transistor TB, respectively.
FIG. 5 shows a memory cell including a TP.

【0012】図5において、Mはマトリクスアレイの各
交点のメモリセルとなるゲートに強誘電体膜を具備した
第1のトランジスタで、そのゲートは第2のトランジス
タTPを介してデータ書き込み用のプログラム線WPに
接続されている。第2のトランジスタTPのゲートはビ
ット線Bと平行に配置された選択線BPに接続されてい
る。TBは第1のトランジスタのドレインとビット線B
とを接続する第3のトランジスタで、そのゲートはワー
ド線Wに接続される。ソース線Sは、第1のトランジス
タMのソースに接続されている。
In FIG. 5, M is a first transistor provided with a ferroelectric film at a gate serving as a memory cell at each intersection of a matrix array, and the gate of which is provided with a program for data writing via a second transistor TP. Connected to line WP. The gate of the second transistor TP is connected to a selection line BP arranged in parallel with the bit line B. TB is the drain of the first transistor and bit line B
And a gate thereof is connected to the word line W. The source line S is connected to the source of the first transistor M.

【0013】上記の構成でメモリセルの論理状態を読み
出すには、選択したメモリセルのトランジスタがエンハ
ンスメント型であるかディプリジョン型であるか、すな
わちWPの電位がゼロの状態でオンであるかオフである
かの識別を行えばよい。ここで、メモリセルの選択はワ
ード線Wを高電圧にして第3のトランジスタTBを活性
化することによって行う。
In order to read the logic state of a memory cell with the above configuration, whether the transistor of the selected memory cell is of the enhancement type or the division type, that is, whether the transistor of the selected memory cell is on or off when the potential of WP is zero, May be identified. Here, the selection of the memory cell is performed by setting the word line W to a high voltage and activating the third transistor TB.

【0014】一方、選択されたメモリセルのデータを消
去する、すなわち“0”を書き込むには、選択された第
1のトランジスタの基板の電位をプログラム線WPのそ
れに対して強誘電体膜の分極が反転する電圧まで高くす
る必要がある。そのためには、第1のトランジスタの基
板は、ウェル30によって選択されていないメモリセル
の第1のトランジスタと分離されていなければならな
い。したがって、ワード線方向に沿って第1のトランジ
スタのウェルが共通になるように形成すると、ワード線
WPを低電圧にし、ワード線に沿った各メモリセルの選
択線BPを高電圧としてゲート選択用トランジスタTP
をオンにすることにより第1のトランジスタMのゲート
を低電圧としたのち、ウェル30をトランジスタMのゲ
ートの強誘電体膜の分極が反転する電位まで高電圧にす
る。その結果、ワード線方向にウェルが共通なメモリセ
ルは一括消去されて各メモリセルには“0”が書き込ま
れる。
On the other hand, in order to erase the data of the selected memory cell, that is, write "0", the potential of the substrate of the selected first transistor is changed by the polarization of the ferroelectric film with respect to that of the program line WP. Needs to be increased to a voltage at which the voltage reverses. For that purpose, the substrate of the first transistor must be separated from the first transistor of the memory cell not selected by the well 30. Therefore, when the wells of the first transistors are formed so as to be common along the word line direction, the word line WP is set to a low voltage, and the selection line BP of each memory cell along the word line is set to a high voltage for gate selection. Transistor TP
Is turned on, the gate of the first transistor M is set to a low voltage, and then the well 30 is set to a high voltage to a potential at which the polarization of the ferroelectric film of the gate of the transistor M is inverted. As a result, memory cells having a common well in the word line direction are collectively erased and "0" is written in each memory cell.

【0015】データが消去された任意のメモリセルに選
択的にデータを書き込むには、すべての線を低電圧とし
た後、選択するメモリセルの選択線BPを高電圧として
ゲート選択用トランジスタTPをオンとしたのち、これ
を介して選択したメモリセルにつながるプログラム線W
Pを高電圧にして第1のトランジスタMのゲートに
“1”を書き込む。
In order to selectively write data to an arbitrary memory cell from which data has been erased, all the lines are set to a low voltage, and then the selection line BP of the selected memory cell is set to a high voltage, and the gate selection transistor TP is turned on. After turning on, the program line W connected to the selected memory cell through this
By setting P to a high voltage, “1” is written to the gate of the first transistor M.

【0016】上述のように、図4のような構成では、読
み出し動作においてワード線のディスターブによって、
保持データの読み出し判別が困難になっていくという課
題があった。また上記図5のような構成によればディス
ターブの課題は回避できるが、メモリセルは3つのトラ
ンジスタが必要となり、また各メモリセルの第1のトラ
ンジスタの基板は、少なくとも隣接するワード線または
ビット線につながるメモリセルの第1のトランジスタの
基板とウェルによって電気的に分離されていなければ選
択的な書き込みができず、メモリセルの大きさが1トラ
ンジスタ・1キャパシタ型のメモリセルに比べて数倍大
きくなるという欠点があった。
As described above, in the configuration as shown in FIG. 4, in the read operation, the disturbance of the word line causes
There has been a problem that it is difficult to determine the readout of the held data. According to the configuration as shown in FIG. 5, the problem of disturb can be avoided. However, the memory cell requires three transistors, and the substrate of the first transistor of each memory cell has at least an adjacent word line or bit line. If the memory cell is not electrically isolated by the substrate and well of the first transistor of the memory cell, selective writing cannot be performed, and the size of the memory cell is several times as large as that of a one-transistor / one-capacitor type memory cell. There was a disadvantage that it became larger.

【0017】本発明は上記課題を解決し、メモリセルの
データの読み出しまたは消去・欠き込みにおけるデータ
の破壊およびディスターブを皆無とし、かつ少ない素子
からなるメモリセルでマトリクスアレイを構成した半導
体記憶装置およびその駆動方法を提供するものである。
According to the present invention, there is provided a semiconductor memory device in which a matrix array is constituted by memory cells comprising a small number of elements, in which no data destruction or disturbance is caused in reading, erasing, or chipping of data in a memory cell. The present invention provides a method for driving the same.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の発明は、ゲートに強誘電体膜を具備した第1のトラン
ジスタにおいて、この第1のトランジスタのゲートはワ
ード線に、ドレインはビット線に、ソースはソース線に
それぞれ接続され、ドレインとビット線またはソースと
ソース線との間にダイオードを有する構成としたもので
ある。この構成により、ダイオードによって読み出しに
選択されたメモリセルの導通状態を判定する際に、非選
択のメモリセルは、その非選択のメモリセルに接続され
たビット線またはソース線からの電荷が流入または流出
を阻止されるため、読み出すメモリセルとビット線とを
接続する選択トランジスタを不要とすることができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first transistor having a ferroelectric film on a gate, wherein the gate of the first transistor is a word line, and the drain is a drain. In the bit line, the source is connected to the source line, and a diode is provided between the drain and the bit line or between the source and the source line. With this configuration, when judging the conduction state of the memory cell selected for reading by the diode, the unselected memory cell receives or receives charges from the bit line or the source line connected to the unselected memory cell. Since the outflow is prevented, a selection transistor for connecting the memory cell to be read and the bit line can be eliminated.

【0019】請求項2に記載の発明は、ゲートに強誘電
体膜を具備した第1のトランジスタにおいて、該第1の
トランジスタのゲートは第2のトランジスタを介してワ
ード線に、ドレインはビット線に、そしてソースはソー
スからドレインに向かって順方向に配置されたダイオー
ドを介してソース線にそれぞれ接続され、前記第2のト
ランジスタのゲートはプログラム線に接続されてなるメ
モリセルをマトリクス状に構成したものである。この構
成により、前記ダイオードによって読み出しに選択され
たメモリセルに接続されたビット線から非選択のメモリ
セルを介してソース線へ電荷が流出することが阻止され
るため、読み出すメモリセルとビット線とを接続する選
択トランジスタを不要とすることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first transistor having a gate provided with a ferroelectric film, the gate of the first transistor is connected to a word line via a second transistor, and the drain is connected to a bit line. And the source is connected to a source line via a diode arranged in a forward direction from the source to the drain, and the gate of the second transistor is connected to a program line to form a memory cell in a matrix. It was done. With this configuration, charge is prevented from flowing out of the bit line connected to the memory cell selected for reading by the diode to the source line via the non-selected memory cell. Can be omitted.

【0020】請求項3に記載の発明は、前記第1のトラ
ンジスタが強誘電体膜の分極の状態によって、エンハン
スメント型とディプリジョン型のどちらかになってお
り、それぞれを2つの論理値のいずれかに対応させたも
のである。この構成により、前記第1のトランジスタの
ゲートに電圧を印加せずにデータの読み出しが可能とな
る。
According to a third aspect of the present invention, the first transistor is either an enhancement type or a division type depending on the polarization state of the ferroelectric film, and each of the first transistors has one of two logical values. It corresponds to crab. With this configuration, data can be read without applying a voltage to the gate of the first transistor.

【0021】請求項4に記載の半導体記憶装置の駆動方
法は、ゲートに強誘電体膜を具備した第1のトランジス
タのゲートは第2のトランジスタを介してワード線に、
ドレインはビット線に、ソースはソースからドレインに
向かって順方向に配置されたダイオードを介してソース
線にそれぞれ接続され、前記第2のトランジスタのゲー
トはプログラム線に接続されたメモリセルをマトリクス
状に構成した半導体記憶装置における、選択されたメモ
リセルの読み出しにおいて、前記選択されたメモリセル
に接続されたビット線を予め低電位に放電したのち、前
記メモリセルに接続されたソース線を高電位とすること
によって、前記選択されたメモリセルの第1のトランジ
スタの論理状態に応じたビット線の電位を得ることを特
徴とするものである。この構成により、選択されたメモ
リセルのみの読み出しが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of driving a semiconductor memory device, the gate of the first transistor having a ferroelectric film on the gate is connected to the word line via the second transistor.
The drain is connected to the bit line, the source is connected to the source line via a diode arranged in the forward direction from the source to the drain, and the gate of the second transistor is formed by connecting the memory cells connected to the program line in a matrix. In reading the selected memory cell in the semiconductor memory device having the structure described above, the bit line connected to the selected memory cell is discharged to a low potential in advance, and then the source line connected to the memory cell is set to the high potential. Thus, the potential of the bit line according to the logic state of the first transistor of the selected memory cell is obtained. With this configuration, it is possible to read only the selected memory cell.

【0022】請求項5に記載の半導体記憶装置の駆動方
法は、ゲートに強誘電体膜を具備した第1のトランジス
タのゲートは第2のトランジスタを介してワード線に、
ドレインはビット線に、ソースはソースからドレインに
向かって順方向に配置されたダイオードを介してソース
線にそれぞれ接続され、前記第2のトランジスタのゲー
トはプログラム線に接続されたメモリセルをマトリクス
状に構成した半導体記憶装置における、選択されたメモ
リセルの消去において、前記選択されたメモリセルに接
続されたビット線およびソース線を低電位とし、プログ
ラム線を高電位として前記第1のトランジスタのゲート
とワード線とを前記第2のトランジスタを介して電気的
に接続したのち、前記選択されたメモリセルに接続され
たワード線の電位およびビット線の電位を前記第1のト
ランジスタのゲートの強誘電体膜の分極が反転する以上
の高電圧とし、その後、前記選択されたメモリセルに接
続されたワード線の電位を低電圧にすることによって前
記第1のトランジスタを消去状態とすることを特徴とす
るものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of driving a semiconductor memory device, the gate of the first transistor provided with a ferroelectric film in the gate is connected to the word line via the second transistor.
The drain is connected to the bit line, the source is connected to the source line via a diode arranged in the forward direction from the source to the drain, and the gate of the second transistor is formed by connecting the memory cells connected to the program line in a matrix. In erasing a selected memory cell in the semiconductor memory device configured as described above, the bit line and the source line connected to the selected memory cell are set to a low potential, the program line is set to a high potential, and the gate of the first transistor is set. And the word line are electrically connected via the second transistor, and then the potential of the word line and the potential of the bit line connected to the selected memory cell are changed to the ferroelectricity of the gate of the first transistor. A high voltage higher than the polarization of the body film is inverted, and then a word line connected to the selected memory cell It is characterized in that an erased state the first transistor by a potential to a low voltage.

【0023】この構成により選択されたメモリセルの第
1のトランジスタを消去状態にできるため、第1のトラ
ンジスタの基板を他のメモリセルと電気的に分離する必
要がなくなる。
With this configuration, the first transistor of the selected memory cell can be in the erased state, so that it is not necessary to electrically separate the substrate of the first transistor from other memory cells.

【0024】請求項6に記載の半導体記憶装置の駆動方
法は、ゲートに強誘電体膜を具備した第1のトランジス
タにおいて、この第1のトランジスタのゲートは第2の
トランジスタを介してワード線に、ドレインはビット線
に、ソースはソースからドレインに向かって順方向に配
置されたダイオードを介してソース線にそれぞれ接続さ
れ、前記第2のトランジスタのゲートはプログラム線に
接続されたメモリセルをマトリクス状に構成した半導体
記憶装置における、選択されたメモリセルの書き込みに
おいて、前記選択されたメモリセルを消去したのち、前
記メモリセルに接続されたビット線およびソース線を低
電位とし、プログラム線を高電位として前記第1のトラ
ンジスタのゲートとワード線を前記第2のトランジスタ
を介して電気的に接続したのち、前記メモリセルに接続
されたワード線の電位を前記第1のトランジスタのゲー
トの強誘電体膜の分極が反転する以上の電圧にすること
によって前記第1のトランジスタを消去状態から書き込
み状態とすることを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of driving a semiconductor memory device, the gate of the first transistor having a ferroelectric film in the gate is connected to the word line via the second transistor. , The drain is connected to the bit line, the source is connected to the source line via a diode arranged in the forward direction from the source to the drain, and the gate of the second transistor is a matrix of memory cells connected to the program line. In writing to a selected memory cell in a semiconductor memory device configured in such a manner, after erasing the selected memory cell, the bit line and the source line connected to the memory cell are set to a low potential, and the program line is set to a high potential. As a potential, the gate of the first transistor and the word line are electrically connected via the second transistor. After that, the potential of the word line connected to the memory cell is set to a voltage higher than the voltage at which the polarization of the ferroelectric film of the gate of the first transistor is inverted. It is characterized by being in a state.

【0025】この構成により、選択された任意のメモリ
セルの第1のトランジスタを消去状態から書き込み状態
にできる。
With this configuration, the first transistor of any selected memory cell can be changed from the erased state to the written state.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1および図2を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0027】図1は本発明の半導体記憶装置におけるマ
トリクスアレイを構成するメモリセルの一実施形態であ
る。図1において、このメモリセルは、ゲートに強誘電
体膜を有する電界効果型の第1のトランジスタMのゲー
トに第2のトランジスタTPを介してワード線Wが接続
され、第1のトランジスタMのドレインにビット線Bが
接続され、第1のトランジスタMのソースにダイオード
Dを介してソース線Sが接続され、第2のトランジスタ
TPのゲートにプログラム線BPが接続されることによ
り構成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a memory cell forming a matrix array in a semiconductor memory device according to the present invention. In FIG. 1, in this memory cell, a word line W is connected to a gate of a field-effect first transistor M having a ferroelectric film at a gate via a second transistor TP. The bit line B is connected to the drain, the source line S is connected to the source of the first transistor M via the diode D, and the program line BP is connected to the gate of the second transistor TP. .

【0028】本実施の形態における半導体記憶装置にお
いて、トランジスタMはゲートの強誘電体膜の分極の状
態によってエンハンスメント型とディプリジョン型のど
ちらかになっているとする。ここで、第1のトランジス
タMの保持データは、Mがエンハンスメント型であれば
“0”、ディプリジョン型であれば“1”とする。
In the semiconductor memory device according to the present embodiment, it is assumed that the transistor M is either an enhancement type or a division type depending on the polarization state of the ferroelectric film of the gate. Here, the data held in the first transistor M is “0” if M is an enhancement type, and “1” if M is a depletion type.

【0029】図1の構成において第1のトランジスタM
の保持するデータを読み出すには、まず、ワード線W、
ソース線S、プログラム線BP、およびビット線Bのす
べての線をたとえば接地電位のような低電位にしてお
き、つづいてソース線Sに読み出し電圧、たとえばメモ
リ装置の電源電圧、を印加する。このとき、第1のトラ
ンジスタMが“0”を保持していれば、第1のトランジ
スタMは不導通なのでソース線Sからビット線Bに電流
は流れず、ビット線Bの電位は低電位のままである。し
かし、もし第1のトランジスタMが“1”を保持してい
れば、第1のトランジスタMは導通なのでソース線Sか
らビット線Bに電流が流れ、ビット線Bの電位は上昇す
る。このように、ビット線の電位が上昇するか否かをビ
ット線につながるセンスアンプ(図示せず)で検知し
て、メモリセルに保持されたデータが“0”であるか
“1”であるかを判別する。
In the configuration of FIG. 1, the first transistor M
First, to read the data held by the word lines W,
All of the source line S, the program line BP, and the bit line B are kept at a low potential such as a ground potential, and then a read voltage, for example, a power supply voltage of a memory device is applied to the source line S. At this time, if the first transistor M holds “0”, no current flows from the source line S to the bit line B because the first transistor M is non-conductive, and the potential of the bit line B is low. Remains. However, if the first transistor M holds “1”, a current flows from the source line S to the bit line B because the first transistor M is conductive, and the potential of the bit line B rises. Thus, whether or not the potential of the bit line rises is detected by the sense amplifier (not shown) connected to the bit line, and the data held in the memory cell is “0” or “1”. Is determined.

【0030】図2は、本実施の形態におけるメモリセル
を2×2のマトリクス状に配置したものである。図2に
おいて、M11、M12、M21、およびM22は、マ
トリクスアレイの各交点のメモリセルC11、C12、
C21、およびC22をそれぞれ構成する強誘電体膜を
有する電界効果型の第1のトランジスタで、W1はM1
1とM12の、W2は、M21とM22のゲートにそれ
ぞれ接続されるワード線、S1はM11とM12の、S
2はM21とM22のソースに接続されるソース線、B
1は、M11とM21の、B2はM12とM22のドレ
インにそれぞれ接続されるビット線である。また、TP
11、TP12は、それぞれM11、M12のゲートと
ワード線W1との間に、TP21、TP22は、それぞ
れM21、M22のゲートとワード線W2との間に接続
される第2のトランジスタであり、BP1はTP11と
TP21の、BP2はTP12とTP22のゲートに接
続されるプログラム線である。また、D11、D12
は、それぞれM11、M12とソース線S1との間に、
D21、D22は、それぞれM21、M22とソース線
S2との間に接続されるダイオードである。
FIG. 2 shows the memory cells according to the present embodiment arranged in a 2 × 2 matrix. In FIG. 2, M11, M12, M21, and M22 are memory cells C11, C12,
A field-effect type first transistor having ferroelectric films constituting C21 and C22, respectively, where W1 is M1
1 and M12, W2 is a word line connected to the gates of M21 and M22, respectively, and S1 is S11 of M11 and M12.
2 is a source line connected to the sources of M21 and M22, B
1 is a bit line connected to the drains of M11 and M21, and B2 is a bit line connected to the drains of M12 and M22. Also, TP
11 and TP12 are second transistors connected between the gates of M11 and M12 and the word line W1, respectively, and TP21 and TP22 are second transistors connected between the gates of M21 and M22 and the word line W2, respectively. And BP2 are program lines connected to the gates of TP11 and TP21 and TP12 and TP22, respectively. D11, D12
Are between M11 and M12 and the source line S1, respectively.
D21 and D22 are diodes connected between M21 and M22 and the source line S2, respectively.

【0031】このように複数のメモリセルをマトリクス
状に並べた半導体記憶装置の駆動方法について説明す
る。各メモリセルの読み出し、消去、書き込みにおい
て、各素子の駆動方法は上述のとおりであるが、図2に
示す2×2の単純なマトリクスアレイにおいて、各セル
に保持されているデータの組み合わせによって、本発明
の半導体記憶装置がどのように作用するかを以下に説明
する。
A method of driving a semiconductor memory device in which a plurality of memory cells are arranged in a matrix will be described. In the reading, erasing, and writing of each memory cell, the driving method of each element is as described above. In the simple 2 × 2 matrix array shown in FIG. 2, depending on the combination of data held in each cell, The operation of the semiconductor memory device of the present invention will be described below.

【0032】図2において、メモリセルC11が保持す
るデータが“1”であるとする。このメモリセルC11
を選択的に読み出すには、まず、ワード線W1、W2、
ソース線S1、S2、プログラム線BP1、BP2、お
よびビット線B1、B2のすべての線をたとえば接地電
位のような低電位にしておき、つづいてソース線S1に
読み出し電圧、たとえばメモリ装置の電源電圧、を印加
する。このとき第1のトランジスタM11はデータ
“1”を保持しているので、ソース線S1からビット線
B1に電流が流れ、ビット線Bの電位は上昇しはじめ
る。このとき、もし非選択のメモリセルC21がデータ
“1”を保持していたら第1のトランジスタM21は導
通状態になっているが、ダイオードD21がビット線B
1からソース線S2への電流を阻止するので、メモリセ
ルC21のデータは読み出されることなく、ビット線B
1は選択されたメモリセルC11のソース線S1からの
充電によって電位が確実に上昇することになる。この上
昇したビット線B1の電圧をビット線B1につながるセ
ンスアンプ(図示せず)で検知して、選択したメモリセ
ルC11に保持されたデータが“1”であることを確実
に判別できる。
In FIG. 2, it is assumed that the data held by memory cell C11 is "1". This memory cell C11
, First, the word lines W1, W2,
All the source lines S1 and S2, the program lines BP1 and BP2, and the bit lines B1 and B2 are kept at a low potential such as a ground potential, and then a read voltage is applied to the source line S1, for example, a power supply voltage of a memory device. Is applied. At this time, since the first transistor M11 holds data "1", a current flows from the source line S1 to the bit line B1, and the potential of the bit line B starts to rise. At this time, if the unselected memory cell C21 holds data "1", the first transistor M21 is conductive, but the diode D21 is connected to the bit line B.
1 prevents the current from flowing to the source line S2, the data in the memory cell C21 is not read, and the bit line B
As for No. 1, the potential is surely increased by charging the selected memory cell C11 from the source line S1. By detecting the increased voltage of the bit line B1 with a sense amplifier (not shown) connected to the bit line B1, it is possible to reliably determine that the data held in the selected memory cell C11 is "1".

【0033】したがって、本発明によれば、非選択のメ
モリセルC21は読み出されず、選択したメモリセルC
11のみを確実に読み出すことができる。
Therefore, according to the present invention, the unselected memory cell C21 is not read, and the selected memory cell C21 is not read.
Only 11 can be read reliably.

【0034】次に、第1のトランジスタMの保持するデ
ータを消去する(“0”を書く)場合について図1を用
いて説明する。
Next, the case where data held in the first transistor M is erased ("0" is written) will be described with reference to FIG.

【0035】まず、メモリセルに接続されたビット線B
およびソース線Sを低電位とし、プログラム線BPを高
電位として前記第1のトランジスタのゲートとワード線
を第2のトランジスタTPを介して電気的に接続したの
ち、このメモリセルに接続されたワード線Wの電位およ
びビット線Bの電位を同時に消去電圧とする。ここで、
もしMが“1”を保持していれば、このトランジスタの
チャネル20は導通状態であるからチャネル20の電位
はビット線Bのそれと同じになる。しかるのち第1のト
ランジスタMに接続されたワード線の電位を低電圧にす
ると、チャネル20とMのゲート電極21との間に強誘
電体膜の分極反転に必要以上の電位差が生じ、その結
果、ゲートの分極反転によってデータ“1”はデータ
“0”に書き換えられ、データの消去が完了する。一
方、Mが“0”を保持していればチャネル20は導通状
態であるから、チャネル20とゲート電極21の間には
ほとんど電位差はない。また、もし電位差があっても、
その勾配は分極を“0”にする方向なので、メモリセル
のデータは“0”を保持したまま、すなわち消去された
ままである。
First, the bit line B connected to the memory cell
After the source line S is set at a low potential and the program line BP is set at a high potential, the gate of the first transistor and the word line are electrically connected via the second transistor TP, and then the word connected to the memory cell is turned on. The potential of the line W and the potential of the bit line B are simultaneously set to the erase voltage. here,
If M holds "1", the potential of the channel 20 becomes the same as that of the bit line B because the channel 20 of this transistor is conductive. Thereafter, when the potential of the word line connected to the first transistor M is set to a low voltage, a potential difference between the channel 20 and the gate electrode 21 of M becomes more than necessary for inversion of the polarization of the ferroelectric film. The data "1" is rewritten to the data "0" by the inversion of the gate, and the data erasure is completed. On the other hand, if M holds “0”, the channel 20 is conductive, and there is almost no potential difference between the channel 20 and the gate electrode 21. Also, even if there is a potential difference,
Since the gradient is in the direction of making the polarization “0”, the data of the memory cell keeps “0”, that is, remains erased.

【0036】次に、メモリセルを2×2のマトリクス状
に配置した場合のデータの消去においては、図2に示す
ように、たとえばプログラム線BP1を書き込み電圧以
上にしておき、つづいてワード線W1とW2、およびビ
ット線B1を同時に消去電圧にする。そののちワード線
W1とW2を接地電位に下げれば、メモリセルC11お
よびC21には一括して“0”が書き込まれる。
Next, in erasing data when the memory cells are arranged in a 2 × 2 matrix, as shown in FIG. 2, for example, the program line BP1 is set to a write voltage or higher, and then the word line W1 is set. And W2 and the bit line B1 are simultaneously set to the erase voltage. Thereafter, when the word lines W1 and W2 are lowered to the ground potential, "0" is written to the memory cells C11 and C21 at once.

【0037】したがって、本発明によれば、従来必要で
あった基板電位を所望の選択部分だけ上昇させてデータ
を消去するための分離構造を不要とすることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to eliminate the need for an isolation structure for erasing data by increasing the substrate potential only by a desired selected portion, which has been conventionally required.

【0038】次に、データが消去された第1のトランジ
スタMにデータを書き込む場合について図1を用いて説
明する。
Next, a case where data is written to the first transistor M from which data has been erased will be described with reference to FIG.

【0039】まず、選択されたメモリセルに接続された
ビット線Bおよびソース線Sを低電位とし、プログラム
線BPを高電位として第1のトランジスタMのゲートと
ワード線Wを第2のトランジスタTPを介して電気的に
接続したのち、このメモリセルに接続されたワード線の
電位を書き込み電圧にすることによってゲート電極21
とチャネル20との間に強誘電体膜の分極反転に必要以
上の電位差を生じせしめ、選択したメモリセルのデータ
を“0”から“1”に書き換えることができる。
First, the bit line B and the source line S connected to the selected memory cell are set to a low potential, the program line BP is set to a high potential, and the gate of the first transistor M and the word line W are set to the second transistor TP. , And the potential of the word line connected to the memory cell is set to the write voltage, thereby making the gate electrode 21
By causing a potential difference more than necessary due to the polarization inversion of the ferroelectric film between the channel and the channel 20, the data of the selected memory cell can be rewritten from "0" to "1".

【0040】次に、メモリセルを2×2のマトリクス状
に配置した場合のデータの消去においては、図2に示す
ように、ビット線Bおよびソース線Sを低電位とし、プ
ログラム線BPを高電位として第1のトランジスタMの
ゲートとワード線Wを第2のトランジスタTPを介して
電気的に接続したのち、このメモリセルに接続されたワ
ード線の電位を書き込み電圧にすることによってゲート
電極21とチャネル20との間に強誘電体膜の分極反転
に必要以上の電位差を生じせしめ、選択したメモリセル
のデータを“0”から“1”に書き換えることができ
る。
Next, in erasing data when the memory cells are arranged in a 2 × 2 matrix, as shown in FIG. 2, the bit line B and the source line S are set to a low potential, and the program line BP is set to a high potential. After the gate of the first transistor M and the word line W are electrically connected via the second transistor TP as the potential, the potential of the word line connected to this memory cell is set to the writing voltage, whereby the gate electrode 21 is turned on. By causing a potential difference more than necessary due to the polarization inversion of the ferroelectric film between the channel and the channel 20, the data of the selected memory cell can be rewritten from "0" to "1".

【0041】また、上記実施の形態1や実施の形態2
で、メモリセルの基板を分離した構成や、ビット線やソ
ース線の配置方向をワード線方向に対して、それぞれ平
行方向や直交方向の構成にすることも可能である。
Further, the first and second embodiments are described.
Thus, it is also possible to adopt a configuration in which the substrates of the memory cells are separated, and a configuration in which the arrangement direction of the bit lines and the source lines is parallel or orthogonal to the word line direction, respectively.

【0042】また、実施の形態1では、図1のように、
ゲートに強誘電体膜を具備した第1のトランジスタにお
いて、第1のトランジスタのゲートを第2のトランジス
タを介してワード線に、ドレインはビット線に、そして
ソースはソースからドレインに向かって順方向に配置さ
れたダイオードを介してソース線にそれぞれ接続した構
成を示しているが、上記ダイオードを図3に示すよう
に、ドレイン側に逆方向に配置したり、第1のトランジ
スタのゲート信号を第2のトランジスタを介さずに直接
制御する構成にした場合であっても本実施の形態に説明
したのと同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, as shown in FIG.
In the first transistor having a ferroelectric film at the gate, the gate of the first transistor is connected to the word line via the second transistor, the drain is connected to the bit line, and the source is connected from the source to the drain in a forward direction. FIG. 3 shows a configuration in which each diode is connected to a source line via a diode disposed in the same direction. However, as shown in FIG. The same effect as described in the present embodiment can be obtained even in the case where the control is performed directly without using the two transistors.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように、本発明のメモリセルの構
成では、メモリセルに配置されたダイオードによって読
み出しに選択されたメモリセルに接続されたビット線か
ら非選択のメモリセルを介してソース線へ電荷が流出す
ることを阻止できるので、読み出すメモリセルとビット
線を接続する選択トランジスタが不要になる。また、こ
のダイオードによってビット線の電圧はブロックされる
ので、データを保持しているトランジスタが“1”の状
態であれば、このトランジスタのチャネルとビット線と
が同電位になることを利用してビット線とワード線の間
に電位差をつくり、“1”を“0”に書き換えることが
できる。この操作は、同じビット線につながるメモリセ
ルに対して一括して行える。その結果、基板電位を所望
の選択部分だけ上昇させてデータを消去するための分離
構造が不要となる。
As described above, in the structure of the memory cell of the present invention, the source is connected via the non-selected memory cell to the bit line connected to the memory cell selected for reading by the diode arranged in the memory cell. Since charge can be prevented from flowing out to the line, a selection transistor for connecting the memory cell to be read and the bit line is not required. Further, since the voltage of the bit line is blocked by this diode, if the transistor holding data is in the state of "1", the potential of the channel of the transistor and the bit line are set to the same potential. By creating a potential difference between the bit line and the word line, "1" can be rewritten to "0". This operation can be performed collectively for memory cells connected to the same bit line. As a result, there is no need for an isolation structure for erasing data by raising the substrate potential by a desired selected portion.

【0044】また、メモリセルのデータを保持する強誘
電体膜をゲートに備えた電界効果型のトランジスタはエ
ンハンスメント型かディプリジョン型かのいずれかにな
っているので、ゲートに電圧を印加せずにデータの読み
出しが可能である。したがって、読み出し電圧の印加に
よるゲートの分極状態の変化は生じない。
Further, since a field-effect transistor having a gate provided with a ferroelectric film for holding data of a memory cell is either an enhancement type or a division type, a voltage is not applied to the gate. Data can be read. Therefore, the gate polarization state does not change due to the application of the read voltage.

【0045】このように本発明は、読み出しによるデー
タの破壊(ディスターブ)がなく、読み出し用の選択ト
ランジスタが不要で、かつ書き込み消去のための素子分
離も不要となり、小さなメモリセルでも任意のメモリセ
ルを選択し、読み出し・消去・書き込みができる半導体
記憶装置とその駆動方法を得ることができる。
As described above, according to the present invention, there is no data destruction (disturb) due to reading, no selection transistor for reading is required, and element isolation for writing and erasing is not required. And a semiconductor memory device capable of reading, erasing, and writing, and a driving method thereof can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施の形態による半導体記憶装置の
回路構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention;

【図2】本発明の一実施の形態による半導体記憶装置の
回路構成を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図3】本発明の一実施の形態による半導体記憶装置の
回路構成を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図4】従来の技術による半導体記憶装置の回路構成を
示す図
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional semiconductor memory device;

【図5】従来の技術による半導体記憶装置の回路構成を
示す図
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional semiconductor memory device;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 チャネル 21 ゲート電極 30 ウェル 20 channel 21 gate electrode 30 well

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森脇 信行 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 平野 博茂 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 5B025 AA07 AB03 AC01 AD03 AD04 AD08 AE08 5F001 AA17 AD52 AE02 AE03 5F083 FR05 GA09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobuyuki Moriwaki 1-1, Sachimachi, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshige Hirano 1-1-1, Sachimachi, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics In-house F term (reference) 5B025 AA07 AB03 AC01 AD03 AD04 AD08 AE08 5F001 AA17 AD52 AE02 AE03 5F083 FR05 GA09

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲートに強誘電体膜を具備したトランジ
スタのゲートをワード線に、ドレインをビット線に、ソ
ースをソース線にそれぞれ接続するに際し、ドレインと
ビット線またはソースとソース線との間にダイオードを
接続した半導体記憶装置。
When connecting a gate of a transistor having a ferroelectric film to a word line, a drain to a bit line, and a source to a source line, a transistor is connected between a drain and a bit line or between a source and a source line. Storage device with a diode connected to it.
【請求項2】 ゲートに強誘電体膜を具備した第1のト
ランジスタのゲートを第2のトランジスタを介してワー
ド線に、ドレインをビット線に、ソースをソースからド
レインに向かって順方向に配置されたダイオードを介し
てソース線にそれぞれ接続し、前記第2のトランジスタ
のゲートをプログラム線に接続して構成したメモリセル
を複数個マトリクス状に構成した半導体記憶装置。
2. A first transistor having a ferroelectric film as a gate, a gate disposed in a word line, a drain disposed in a bit line, and a source disposed in a forward direction from a source to a drain via a second transistor. A semiconductor memory device in which a plurality of memory cells each connected to a source line via a connected diode and a gate of the second transistor connected to a program line are arranged in a matrix.
【請求項3】 第1のトランジスタは、前記強誘電体膜
の分極の状態によって、エンハンスメント型とディプリ
ジョン型のどちらかになっており、それぞれを2つの論
理値のいずれかに対応させてなる請求項2記載の半導体
記憶装置。
3. The first transistor is either an enhancement type or a division type depending on the polarization state of the ferroelectric film, and each of the first transistors corresponds to one of two logical values. The semiconductor memory device according to claim 2.
【請求項4】 ゲートに強誘電体膜を具備した第1のト
ランジスタのゲートを第2のトランジスタを介してワー
ド線に、ドレインをビット線に、ソースをソースからド
レインに向かって順方向に配置されたダイオードを介し
てソース線にそれぞれ接続し、前記第2のトランジスタ
のゲートをプログラム線に接続して構成したメモリセル
を複数個マトリクス状に構成した半導体記憶装置におけ
る、選択されたメモリセルの読み出しにおいて、前記選
択されたメモリセルに接続されたビット線を予め低電位
に放電したのち、前記メモリセルに接続されたソース線
を高電位とすることによって、前記選択されたメモリセ
ルの第1のトランジスタの論理状態に応じたビット線の
電位を得る半導体記憶装置の駆動方法。
4. A first transistor having a ferroelectric film as a gate, a gate disposed in a word line, a drain disposed in a bit line, and a source disposed in a forward direction from a source to a drain via a second transistor. Of the selected memory cell in a semiconductor memory device in which a plurality of memory cells configured by connecting the gates of the second transistors to the program lines via a diode are connected in a matrix. In reading, a bit line connected to the selected memory cell is discharged to a low potential in advance, and then a source line connected to the memory cell is set to a high potential, so that the first memory cell of the selected memory cell is discharged. A method for driving a semiconductor memory device that obtains a potential of a bit line according to a logic state of a transistor.
【請求項5】 ゲートに強誘電体膜を具備した第1のト
ランジスタのゲートを第2のトランジスタを介してワー
ド線に、ドレインをビット線に、ソースをソースからド
レインに向かって順方向に配置されたダイオードを介し
てソース線にそれぞれ接続し、前記第2のトランジスタ
のゲートをプログラム線に接続して構成したメモリセル
を複数個マトリクス状に構成した半導体記憶装置におけ
る、選択されたメモリセルの消去において、前記選択さ
れたメモリセルに接続されたビット線およびソース線を
低電位とし、プログラム線を高電位として前記第1のト
ランジスタのゲートとワード線とを前記第2のトランジ
スタ介して電気的に接続したのち、前記選択されたメモ
リセルに接続されたワード線の電位およびビット線の電
位を前記第1のトランジスタのゲートの強誘電体膜の分
極が反転する以上の高電圧とし、その後、前記選択され
たメモリセルに接続されたワード線の電位を低電圧にす
ることによって前記第1のトランジスタを消去状態とす
る半導体記憶装置の駆動方法。
5. A first transistor having a ferroelectric film as a gate, a gate disposed in a word line, a drain disposed in a bit line, and a source disposed in a forward direction from a source to a drain via a second transistor. Of the selected memory cell in a semiconductor memory device in which a plurality of memory cells configured by connecting the gates of the second transistors to the program lines via a diode are connected in a matrix. In erasing, the bit line and the source line connected to the selected memory cell are set at a low potential, the program line is set at a high potential, and the gate of the first transistor and the word line are electrically connected via the second transistor. And the potential of the word line and the potential of the bit line connected to the selected memory cell are changed to the first transistor. The voltage of the ferroelectric film at the gate of the transistor is set to a high voltage at which the polarization is inverted, and then the potential of the word line connected to the selected memory cell is set to a low voltage, thereby setting the first transistor in the erased state. And a method for driving a semiconductor memory device.
【請求項6】 ゲートに強誘電体膜を具備した第1のト
ランジスタのゲートを第2のトランジスタを介してワー
ド線に、ドレインをビット線に、ソースをソースからド
レインに向かって順方向に配置されたダイオードを介し
てソース線にそれぞれ接続し、前記第2のトランジスタ
のゲートをプログラム線に接続して構成したメモリセル
を複数個マトリクス状に構成した半導体記憶装置におけ
る、選択されたメモリセルの書き込みにおいて、前記選
択されたメモリセルを消去したのち、前記メモリセルに
接続されたビット線およびソース線を低電位とし、プロ
グラム線を高電位として前記第1のトランジスタのゲー
トとワード線を前記第2のトランジスタ介して電気的に
接続したのち、前記メモリセルに接続されたワード線の
電位を前記前記第1のトランジスタのゲートの強誘電体
膜の分極が反転する以上の電圧にすることによって前記
第1のトランジスタを消去状態から書き込み状態とする
半導体記憶装置の駆動方法。
6. A first transistor having a gate provided with a ferroelectric film, a gate disposed via a second transistor on a word line, a drain disposed on a bit line, and a source disposed in a forward direction from a source to a drain. Of the selected memory cell in a semiconductor memory device in which a plurality of memory cells configured by connecting the gates of the second transistors to the program lines via a diode are connected in a matrix. In writing, after erasing the selected memory cell, the bit line and the source line connected to the memory cell are set to a low potential, the program line is set to a high potential, and the gate and the word line of the first transistor are connected to the second line. After being electrically connected through the second transistor, the potential of the word line connected to the memory cell is changed to the first potential. A method for driving a semiconductor memory device in which the first transistor is changed from an erased state to a written state by setting a voltage higher than the voltage at which the polarization of the ferroelectric film of the gate of the transistor is inverted.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6515889B1 (en) * 2000-08-31 2003-02-04 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory
US8081499B2 (en) 2005-04-22 2011-12-20 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Semiconductor integrated circuit
WO2018074093A1 (en) * 2016-10-20 2018-04-26 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Semiconductor storage element, semiconductor storage device, and semiconductor system
WO2018186035A1 (en) * 2017-04-03 2018-10-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Semiconductor memory element, semiconductor memory device, semiconductor system and control method
US11443792B1 (en) * 2021-08-12 2022-09-13 Ferroelectric Memory Gmbh Memory cell, memory cell arrangement, and methods thereof

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7199413B2 (en) 2000-08-31 2007-04-03 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices and systems
US6791862B2 (en) 2000-08-31 2004-09-14 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US6876022B2 (en) 2000-08-31 2005-04-05 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US6888738B2 (en) 2000-08-31 2005-05-03 Micron Technology, Inc. Methods of writing junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US6888185B2 (en) 2000-08-31 2005-05-03 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US6888747B2 (en) 2000-08-31 2005-05-03 Micron Technology, Inc. Methods of reading junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US6903960B2 (en) 2000-08-31 2005-06-07 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US6515889B1 (en) * 2000-08-31 2003-02-04 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory
US6982449B2 (en) 2000-08-31 2006-01-03 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US7002198B2 (en) 2000-08-31 2006-02-21 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US6944043B2 (en) 2000-08-31 2005-09-13 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices
US7253464B2 (en) 2000-08-31 2007-08-07 Micron Technology, Inc. Junction-isolated depletion mode ferroelectric memory devices and systems
US8081499B2 (en) 2005-04-22 2011-12-20 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Semiconductor integrated circuit
WO2018074093A1 (en) * 2016-10-20 2018-04-26 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Semiconductor storage element, semiconductor storage device, and semiconductor system
US10964370B2 (en) 2016-10-20 2021-03-30 Sony Semiconductor Solutions Corporation Semiconductor storage element, semiconductor storage device, and semiconductor system
WO2018186035A1 (en) * 2017-04-03 2018-10-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Semiconductor memory element, semiconductor memory device, semiconductor system and control method
JPWO2018186035A1 (en) * 2017-04-03 2020-02-13 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Semiconductor storage element, semiconductor storage device, semiconductor system and control method
US11087818B2 (en) 2017-04-03 2021-08-10 Sony Semiconductor Solutions Corporation Semiconductor storage element, semiconductor storage device, semiconductor system, and control method
JP7065831B2 (en) 2017-04-03 2022-05-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Semiconductor storage elements, semiconductor storage devices, semiconductor systems and control methods
US11443792B1 (en) * 2021-08-12 2022-09-13 Ferroelectric Memory Gmbh Memory cell, memory cell arrangement, and methods thereof

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