JP2002124100A - Ferroelectric memory device - Google Patents

Ferroelectric memory device

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JP2002124100A
JP2002124100A JP2000315123A JP2000315123A JP2002124100A JP 2002124100 A JP2002124100 A JP 2002124100A JP 2000315123 A JP2000315123 A JP 2000315123A JP 2000315123 A JP2000315123 A JP 2000315123A JP 2002124100 A JP2002124100 A JP 2002124100A
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JP
Japan
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ferroelectric memory
ferroelectric
memory cell
imprint
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Application number
JP2000315123A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryoichi Sugita
亮一 杉田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a ferroelectric memory device which can detect surely occurrence of imprint of a ferroelectric memory cell using more simple and smaller circuit than a soya tower circuit. SOLUTION: This device is provided with a data store section 3 and a comparing circuit section 4, data is read out from a ferroelectric memory cell in a ferroelectric memory cell section 8 and after it is held in the data store section 3, data being inverse to data held in the data store section 3 is written in the ferroelectric memory cell, after that, occurrence of imprint of the ferroelectric memory cell can be detected surely by comparing data read out from the ferroelectric memory cell with data stored in the data store section 3. Thereby, imprint relaxation operation can be performed as necessary, a ferroelectric memory device having a long lifetime can be realized.

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、強誘電体を用いた
強誘電体メモリデバイスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric memory device using a ferroelectric.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性の半導体メモリとして、強誘電
体を用いた強誘電体メモリが知られている。図10は従
来の強誘電体を用いた2Tr−2C(2Transistor−2
Capacitance )型半導体メモリ装置の一例を示す回路の
一部を表している。図10における19と20はメモリ
セルとして使用される強誘電体であり、21と22は強
誘電体19と20に対応したアクセストランジスタであ
る。23はワード線、24はセルプレート、25と26
はビット線であり、27はビット線25と26の電位差
を増幅する差動増幅器である。この回路における強誘電
体メモリデバイスの読み出し、書込み動作について簡単
に説明する。
2. Description of the Related Art A ferroelectric memory using a ferroelectric is known as a nonvolatile semiconductor memory. FIG. 10 shows 2Tr-2C (2 Transistor-2) using a conventional ferroelectric material.
2 shows a part of a circuit showing an example of a (capacitance) type semiconductor memory device. In FIG. 10, reference numerals 19 and 20 denote ferroelectrics used as memory cells, and reference numerals 21 and 22 denote access transistors corresponding to the ferroelectrics 19 and 20. 23 is a word line, 24 is a cell plate, 25 and 26
Is a bit line, and 27 is a differential amplifier for amplifying the potential difference between the bit lines 25 and 26. Read and write operations of the ferroelectric memory device in this circuit will be briefly described.

【0003】読み出し動作として、最初にワード線23
を立ち下げ、もしくは立ち上げることによりアクセスト
ランジスタ21と22をオンにする。次にセルプレート
24の電位を上げる事により、強誘電体19と20の自
発分極の向きが反転するか否かによって異なる電位がビ
ット線25と26に現れる。この際にビット線25と2
6に現れる電位は、後述する図式解法により説明され
る。ビット線25と26に現れた電位差は活性化された
差動増幅器27により増幅され、ビット線25と26の
電位は電源電圧(VDD)かグランドに設定される。こ
の設定されたビット線25もしくは26の電位をもっ
て、強誘電体、つまりメモリセルに保持されたデータを
判断することができる。一方、メモリセルのデータは読
み出しによって破壊されているため、続いて再書込みの
動作に入る。差動増幅器27を活性化したままの状態で
一定時間保持しておき、その後セルプレート24の電位
を下げる事により、ビット線25もしくは26とセルプ
レート24との電位差によって、メモリセルにデータが
再書込みされる。
As a read operation, first, a word line 23
Are turned on, the access transistors 21 and 22 are turned on. Next, by raising the potential of the cell plate 24, different potentials appear on the bit lines 25 and 26 depending on whether or not the spontaneous polarization directions of the ferroelectrics 19 and 20 are reversed. At this time, bit lines 25 and 2
The potential appearing in 6 will be explained by a diagrammatic solution described later. The potential difference appearing on the bit lines 25 and 26 is amplified by the activated differential amplifier 27, and the potential of the bit lines 25 and 26 is set to the power supply voltage (VDD) or the ground. Based on the set potential of the bit line 25 or 26, it is possible to determine the ferroelectric substance, that is, the data held in the memory cell. On the other hand, since the data of the memory cell has been destroyed by reading, the operation of rewriting is started subsequently. By keeping the differential amplifier 27 activated for a certain period of time and then lowering the potential of the cell plate 24, data is re-stored in the memory cell due to the potential difference between the bit line 25 or 26 and the cell plate 24. Is written.

【0004】書込み動作は、前述の再書込み動作におけ
るビット線の電位を外部より決定することにより実現さ
れる。つまり、ビット線25もしくは26に書込みデー
タに対応した電位を外部より印加し、セルプレート24
の電位を上げた後に下げる事により、データの“H”
(ハイ)及び“L”(ロー)が書込まれる。
[0006] The write operation is realized by externally determining the potential of the bit line in the above-described rewrite operation. That is, a potential corresponding to the write data is externally applied to the bit line 25 or 26, and the cell plate 24
By raising and then lowering the potential, the data "H"
(High) and "L" (low) are written.

【0005】以上の動作を行う事により、強誘電体は不
揮発性半導体メモリデバイスとして実際に使用されてい
る。この強誘電体メモリは不揮発性メモリであるため、
長期間データを保持し、その後もデータの書き換えが潤
滑に行わなければならないが、この保持特性は一般に
「インプリント」として知られているヒステリシス曲線
の形状変化特性によって不利な影響を受ける。
By performing the above operation, the ferroelectric is actually used as a nonvolatile semiconductor memory device. Since this ferroelectric memory is a nonvolatile memory,
Data must be retained for a long period of time and data must be rewritten smoothly thereafter, but this retention characteristic is adversely affected by the shape change characteristic of a hysteresis curve generally known as "imprint".

【0006】このインプリントとは、任意の2値データ
を書込んだ状態で高温保存を行うと、強誘電体における
印加電圧と分極量を表すヒステリシス形状が変化し、保
存前に書込んだデータと逆のデータを書込む事が困難に
なる現象である。また、同一データを複数回連続して書
込む事でも、同様のヒステリシス曲線の形状変化が起こ
り、保持特性に上記と同様の影響を及ぼす。このインプ
リントによるヒステリシス曲線の形状変化について以下
に説明する。
This imprint means that when high-temperature storage is performed with arbitrary binary data written, the applied voltage and the amount of polarization in the ferroelectric material change, and the data written before storage is changed. This is a phenomenon that makes it difficult to write the reverse data. Further, even if the same data is continuously written a plurality of times, a similar change in the shape of the hysteresis curve occurs, which has the same effect on the holding characteristics as described above. The shape change of the hysteresis curve due to the imprint will be described below.

【0007】図11は通常の強誘電体のヒステリシス特
性を示す図であり、横軸は強誘電体に対する印加電圧を
表し、縦軸は強誘電体内の分極量を表わしている。2つ
の異なる分極状態28及び29は、印加電圧が0の時の
強誘電体内の分極量を表している。2値データは、2つ
の分極状態28または29のいずれかにおける分極量を
設定することによって、強誘電体コンデンサに記憶され
る。この分極状態の設定については、分極状態28より
29への設定は分極反転電圧33を強誘電体外部より印
加し、また分極状態29から28への設定は印加電圧3
4を外部より印加する事により実現することが出来る。
印加電圧30は読み出し時に強誘電体に印加する電圧、
つまり読み出し時のセルプレート24の電位を表してお
り、強誘電体に電圧30を印加した際に、ビット線25
と26に電位差31が生じる。この図式解法に使用され
る直線32の傾きは、ビット線25または26の寄生容
量値と、強誘電体をキャパシタとして認識した時の容量
値の比によって決定される。この電位差31を差動増幅
器27によって増幅させ、ビット線25もしくは26に
現れる増幅された電位をもって、メモリセルに書込まれ
たデータを判断することが出来る。
FIG. 11 is a graph showing the hysteresis characteristics of a normal ferroelectric substance. The abscissa represents the voltage applied to the ferroelectric, and the ordinate represents the amount of polarization in the ferroelectric. The two different polarization states 28 and 29 represent the amount of polarization in the ferroelectric when the applied voltage is zero. The binary data is stored in the ferroelectric capacitor by setting the amount of polarization in either of the two polarization states 28 or 29. Regarding the setting of the polarization state, setting from the polarization state 28 to 29 applies the polarization reversal voltage 33 from outside the ferroelectric, and setting from the polarization state 29 to 28 applies the applied voltage 3
4 can be realized by applying it externally.
The applied voltage 30 is a voltage applied to the ferroelectric at the time of reading,
In other words, it indicates the potential of the cell plate 24 at the time of reading, and when the voltage 30 is applied to the ferroelectric, the bit line 25
And 26 generate a potential difference 31. The slope of the straight line 32 used in this graphical solution is determined by the ratio of the parasitic capacitance of the bit line 25 or 26 to the capacitance when the ferroelectric is recognized as a capacitor. The potential difference 31 is amplified by the differential amplifier 27, and the data written in the memory cell can be determined based on the amplified potential appearing on the bit line 25 or 26.

【0008】この図11において、分極量を分極状態2
8もしくは29に設定した後、この強誘電体メモリデバ
イスを高温保存、もしくは同一データの連続書込みを行
うと、前述のインプリントが発生し、ヒステリシス曲線
は分極状態に依存した方向にシフトしてしまう。例とし
て、分極状態が28であった際のヒステリシス曲線の変
化を図12に示す。ヒステリシス曲線35はインプリン
ト発生前の曲線であり、ヒステリシス曲線36はインプ
リント発生後の曲線である。この図12が表すように、
インプリント発生によりヒステリシス曲線が全体的に左
にシフトしている事から、インプリント発生後の分極反
転に必要な分極反転電圧38は、インプリント発生前の
分極反転電圧33に比べ増大している事が容易にわか
る。つまり、強誘電体メモリにおけるデータ反転に必要
な電圧が増加し、逆データが書込み難くなったと言う事
ができる。さらに分極反転電圧38が、インプリントの
進行度合いにより大きくなればデータ反転が行われなく
なり、強誘電体メモリデバイスとして、正常に動作しな
くなる。
In FIG. 11, the polarization amount is changed to the polarization state 2
After setting the ferroelectric memory device to 8 or 29, if the ferroelectric memory device is stored at a high temperature or the same data is continuously written, the above-described imprint occurs, and the hysteresis curve shifts in a direction depending on the polarization state. . As an example, FIG. 12 shows a change in the hysteresis curve when the polarization state is 28. The hysteresis curve 35 is a curve before imprint has occurred, and the hysteresis curve 36 is a curve after imprint has occurred. As shown in FIG.
Since the hysteresis curve is shifted to the left as a whole due to the occurrence of the imprint, the polarization inversion voltage 38 necessary for the polarization inversion after the imprint has occurred is higher than the polarization inversion voltage 33 before the imprint has occurred. You can easily understand. In other words, it can be said that the voltage required for data inversion in the ferroelectric memory has increased, and it has become difficult to write reverse data. Further, when the polarization inversion voltage 38 increases according to the degree of progress of imprint, data inversion is not performed, and the ferroelectric memory device does not operate normally.

【0009】上記のインプリント発生による、強誘電体
メモリデバイス動作不良の発生防止のため、特開平10
−241375号公報に記載されている強誘電体記憶装
置では、連続した反転データの書込みを行い、さらにイ
ンプリント消滅を検知する回路を搭載している。この強
誘電体記憶装置について説明する。
In order to prevent the occurrence of the operation failure of the ferroelectric memory device due to the above-described imprint, Japanese Patent Laid-Open No.
The ferroelectric memory device described in JP-A-241375 has a circuit for writing continuous inverted data and detecting the disappearance of imprint. This ferroelectric memory device will be described.

【0010】図13は前述の強誘電体記憶装置の構成を
示している。情報記憶部43は強誘電体素子によって構
成される強誘電体メモリを有し、これらの強誘電体メモ
リの読み出し、及び書込み機能を備えている。さらに情
報記憶部43は強誘電体の特性を表す波形を検出する波
形検出部45を有している。この波形検出部45は一般
的なソーヤタワー回路で構成されている。制御信号生成
部41は後述する所定のタイミングで信号を生成する。
分極反転制御部42は制御信号生成部41の信号に基づ
いて、情報記憶部43を構成する強誘電体メモリのデー
タを反転させる。さらに、分極反転制御部42は強誘電
体メモリのデータを反転させた後、さらに反転後のデー
タを保持しつつ強誘電体メモリに対する書込み動作を所
定回数行う。入力ゲート部39はゲート制御部44によ
り生成される信号に基づき、入力されるデータを反転
し、もしくは反転させずに情報記憶部43にデータを送
る。出力ゲート部40はゲート制御部44により生成さ
れる信号に基づき、情報記憶部43から読み出されたデ
ータを反転し、もしくは反転させずに外部に出力する。
ゲート制御部44は制御信号生成部41により生成され
る信号に基づき、入力ゲート部39、及び出力ゲート部
40の制御を行う。
FIG. 13 shows the structure of the above-described ferroelectric memory device. The information storage unit 43 has a ferroelectric memory composed of ferroelectric elements, and has a reading and writing function of these ferroelectric memories. Further, the information storage unit 43 has a waveform detection unit 45 that detects a waveform representing the characteristics of the ferroelectric substance. The waveform detection section 45 is configured by a general saw tower circuit. The control signal generator 41 generates a signal at a predetermined timing described later.
The polarization inversion control unit 42 inverts data in the ferroelectric memory included in the information storage unit 43 based on a signal from the control signal generation unit 41. Further, after inverting the data in the ferroelectric memory, the polarization inversion control unit 42 performs a write operation to the ferroelectric memory a predetermined number of times while further holding the inverted data. The input gate unit 39 inverts input data based on a signal generated by the gate control unit 44 or sends data to the information storage unit 43 without inversion. The output gate unit 40 inverts the data read from the information storage unit 43 based on the signal generated by the gate control unit 44, or outputs the data to the outside without inversion.
The gate control unit 44 controls the input gate unit 39 and the output gate unit 40 based on the signal generated by the control signal generation unit 41.

【0011】このように構成された強誘電体記憶装置の
動作について簡単に説明する。情報記憶部43に電源が
投入された際、制御信号生成部41は電源が投入された
ことを検知し、メモリスタートアップ信号を生成する。
分極反転制御部42は、前述のメモリスタートアップ信
号を受け、情報記憶部43が有する全強誘電体メモリの
データを反転させる。さらに分極反転制御部42は、前
述の反転させたデータを保持しつつ、同一データを所定
回数連続して強誘電体メモリに書込む。強誘電体メモリ
においてインプリントが発生すると、前述の通りヒステ
リシス曲線がある方向にシフトするが、前述の反転デー
タを連続して書込むことにより、ヒステリシス曲線をイ
ンプリント発生前の状態に戻す事ができる。さらに波形
検出部45により、情報記憶部43が有する強誘電体メ
モリにおけるインプリントの有無が検出され、インプリ
ントが残っている場合には、引き続き反転データを連続
して書込む。これによりインプリントを消滅させること
ができ、また連続書込みのしすぎによる逆方向のインプ
リント発生を防止する事もできる。
The operation of the ferroelectric memory device thus configured will be briefly described. When the information storage unit 43 is turned on, the control signal generation unit 41 detects that the power is turned on, and generates a memory startup signal.
The polarization inversion control unit 42 receives the above-described memory start-up signal, and inverts data of all the ferroelectric memories included in the information storage unit 43. Further, the polarization inversion control unit 42 writes the same data to the ferroelectric memory continuously a predetermined number of times while holding the above-described inverted data. When an imprint occurs in a ferroelectric memory, the hysteresis curve shifts in a certain direction as described above. However, by writing the above-described inverted data continuously, the hysteresis curve can be returned to the state before the imprint occurred. it can. Further, the presence or absence of imprint in the ferroelectric memory included in the information storage unit 43 is detected by the waveform detection unit 45, and if imprint remains, the inverted data is continuously written. As a result, imprinting can be eliminated, and imprinting in the reverse direction due to excessive continuous writing can be prevented.

【0012】また、制御信号生成部41は、前述のメモ
リスタートアップ信号をゲート制御部44にも送信す
る。ゲート制御部44はメモリスタートアップ信号を受
けて、入力ゲート部39、及び出力ゲート部40にデー
タ反転信号を送る。入力ゲート部39は前述のデータ反
転信号を受け、入力されるデータを反転して情報記憶部
43に送る。また出力ゲート部40は情報記憶部43よ
り読み出されたデータを反転して外部に送る。この動作
によって、前述の分極反転制御部42により全強誘電体
メモリのデータが反転している際にも、強誘電体メモリ
デバイスの使用者はデータの反転を意識することなく、
通常と同じ使用が可能となる。波形検出部45において
インプリントが消滅した事が検知された後、もしくは、
一定回数反転データを書込んだ後、分極反転制御部42
は情報記憶部43における強誘電体メモリのデータを非
反転状態に戻し、また、ゲート制御部44は入力ゲート
部39及び出力ゲート部40に信号を送信し、両ゲート
部のデータ反転モードを止める。
The control signal generator 41 also transmits the aforementioned memory start-up signal to the gate controller 44. The gate control unit 44 receives the memory start-up signal and sends a data inversion signal to the input gate unit 39 and the output gate unit 40. The input gate unit 39 receives the above-mentioned data inversion signal, inverts the input data, and sends the inverted data to the information storage unit 43. The output gate unit 40 inverts the data read from the information storage unit 43 and sends the inverted data to the outside. By this operation, even when the data of the entire ferroelectric memory is inverted by the above-described polarization inversion control unit 42, the user of the ferroelectric memory device does not need to be aware of the inversion of the data.
The same use as usual becomes possible. After the waveform detection unit 45 detects that the imprint has disappeared, or
After writing the inversion data a certain number of times, the polarization inversion controller 42
Returns the data of the ferroelectric memory in the information storage unit 43 to the non-inverted state, and the gate control unit 44 sends a signal to the input gate unit 39 and the output gate unit 40 to stop the data inversion mode of both gate units. .

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の強誘電体記憶装置には以下に示す課題があった。図
13における波形検出部45には、強誘電体の特性を示
すヒステリシス曲線を検出するため、ソーヤタワー回路
を搭載している。このソーヤタワー回路においてヒステ
リシス曲線を測定するためには、測定対象となる強誘電
体を含んだソーヤタワーに対し交流電圧を印加し、印加
される外部電圧と、強誘電体に印加される電圧を測定
し、さらにソーヤタワーに搭載されている容量値を用い
て演算することにより、実現される。つまり、交流電源
と電位測定回路が必要であり、回路規模が大きくなり、
強誘電体メモリデバイスのサイズを大きくさせる原因に
なる。また、強誘電体メモリデバイス作製の際、拡散工
程の出来栄えにより、デバイスに使用されるトランジス
タのVt(しきい値電圧)が変動し、結果として電位測
定回路が正常に作動しなくなる可能性があり、インプリ
ントの発生を確実に検知できなくなる。
However, the conventional ferroelectric memory device has the following problems. The waveform detector 45 in FIG. 13 has a Sawyer tower circuit for detecting a hysteresis curve indicating the characteristics of the ferroelectric. In order to measure the hysteresis curve in this Sawyer tower circuit, an AC voltage is applied to the Sawyer tower containing the ferroelectric to be measured, and the applied external voltage and the voltage applied to the ferroelectric are measured. This is realized by measuring and further calculating using the capacity value mounted on the Sawyer tower. In other words, an AC power supply and a potential measurement circuit are required, and the circuit scale becomes large.
This causes the size of the ferroelectric memory device to increase. Also, when a ferroelectric memory device is manufactured, Vt (threshold voltage) of a transistor used in the device may fluctuate due to the performance of the diffusion process, and as a result, the potential measurement circuit may not operate normally. Therefore, the occurrence of imprint cannot be reliably detected.

【0014】本発明は、上記課題を解決し、ソーヤタワ
ー回路に比べ、単純で規模の小さい回路を用いて、強誘
電体メモリセルにインプリントが発生していることを確
実に検知することができる強誘電体メモリデバイスを提
供することを目的とする。
[0014] The present invention solves the above-mentioned problems, and it is possible to reliably detect that imprint has occurred in a ferroelectric memory cell by using a circuit that is simpler and smaller than a Sawyer tower circuit. It is an object of the present invention to provide a ferroelectric memory device that can be used.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の強誘電体
メモリデバイスは、記憶すべき情報を強誘電体の分極状
態に対応させ、分極状態を保持することで当該情報を保
持する強誘電体を有した強誘電体メモリセルと、強誘電
体メモリセルから読み出した第1の情報を一時保持する
データストア部と、データストア部に保持された第1の
情報と強誘電体メモリセルから読み出される第2の情報
とを比較し、第1の情報と第2の情報との一致を検知す
る比較回路部と、強誘電体メモリセルとデータストア部
と比較回路部とを制御する制御部を備え、制御部は、リ
フレッシュモード時に、強誘電体メモリセルから第1の
情報を読み出しデータストア部に保持させた後、強誘電
体メモリセルに第1の情報とは逆の情報を書き込み、そ
の後で強誘電体メモリセルから情報を読み出して第2の
情報として比較回路部へ入力し、比較回路部で第1の情
報と第2の情報との一致が検知されたときにインプリン
トが発生していると判断するようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a ferroelectric memory device in which information to be stored corresponds to a polarization state of a ferroelectric substance, and the ferroelectric memory device retains the information by maintaining the polarization state. A ferroelectric memory cell having a body, a data store for temporarily storing first information read from the ferroelectric memory cell, and a first information and a ferroelectric memory cell stored in the data store. A comparison circuit for comparing the read second information with the second information to detect a match between the first information and the second information; and a control unit for controlling the ferroelectric memory cell, the data store, and the comparison circuit. The control unit reads the first information from the ferroelectric memory cell in the refresh mode and causes the data storage unit to store the first information, and then writes the information opposite to the first information to the ferroelectric memory cell, After that, the ferroelectric The information is read from the recell and input to the comparison circuit unit as the second information, and when the comparison circuit unit detects coincidence between the first information and the second information, it is determined that imprint has occurred. It is like that.

【0016】この請求項1記載の構成によれば、データ
ストア部と比較回路部を設け、強誘電体メモリセルから
第1の情報を読み出しデータストア部に保持した後、強
誘電体メモリセルに第1の情報とは逆の情報を書き込
み、その後で強誘電体メモリセルから読み出した第2の
情報とデータストア部に保持されている第1の情報とを
比較回路部で比較することで、強誘電体メモリセルにイ
ンプリントが発生しているかどうかを正確に判断し、イ
ンプリントの発生を確実に検知することができる。これ
により、必要に応じたインプリント緩和動作が行えるこ
とになり、結果として寿命の長い強誘電体メモリデバイ
スを実現することができる。また、データストア部およ
び比較回路部は、ソーヤタワー回路に比べ、単純で規模
の小さい回路とすることができ、強誘電体メモリデバイ
スのサイズも小さくすることができる。
According to the first aspect of the present invention, the data storage section and the comparison circuit section are provided, and the first information is read from the ferroelectric memory cell and held in the data storage section. By writing the information opposite to the first information and then comparing the second information read from the ferroelectric memory cell with the first information held in the data store by the comparison circuit, It is possible to accurately determine whether or not imprint has occurred in the ferroelectric memory cell, and to reliably detect the occurrence of imprint. As a result, the imprint mitigation operation can be performed as needed, and as a result, a long-life ferroelectric memory device can be realized. Further, the data store unit and the comparison circuit unit can be simpler and smaller in scale than the Sawyer tower circuit, and the size of the ferroelectric memory device can be reduced.

【0017】請求項2記載の強誘電体メモリデバイス
は、請求項1記載の強誘電体メモリデバイスにおいて、
制御部は、インプリントが発生していると判断したと
き、インプリントを緩和するために強誘電体メモリセル
に対し、データストア部に保持された第1の情報とは逆
の情報を連続して所定回数書込みを行うようにしたこと
を特徴とする。これにより、インプリントを緩和するこ
とができる。
A ferroelectric memory device according to a second aspect is the ferroelectric memory device according to the first aspect,
When the control unit determines that the imprint has occurred, the control unit continuously transmits the information reverse to the first information held in the data store unit to the ferroelectric memory cell in order to ease the imprint. Writing is performed a predetermined number of times. Thereby, imprint can be eased.

【0018】請求項3記載の強誘電体メモリデバイス
は、請求項1記載の強誘電体メモリデバイスにおいて、
制御部は、インプリントが発生していると判断したと
き、インプリントを緩和するために強誘電体メモリセル
に対し、書き込む情報を反転させながら連続して所定回
数書込みを行うようにしたことを特徴とする。これによ
り、インプリントを緩和することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a ferroelectric memory device according to the first aspect.
The control unit, when determining that imprint has occurred, writes a predetermined number of times continuously to the ferroelectric memory cell while inverting the information to be written, in order to ease the imprint. Features. Thereby, imprint can be eased.

【0019】請求項4記載の強誘電体メモリデバイス
は、請求項2または3記載の強誘電体メモリデバイスに
おいて、制御部は、インプリントを緩和するために強誘
電体メモリセルに所定回数書込みを行った後、データス
トア部に保持された第1の情報を強誘電体メモリセルに
書込むようにしたことを特徴とする。これにより、強誘
電体メモリセルのデータをリフレッシュモードに入る前
の状態とすることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the ferroelectric memory device according to the second or third aspect, wherein the control unit writes a predetermined number of times to the ferroelectric memory cell in order to ease imprint. After that, the first information stored in the data store unit is written in the ferroelectric memory cell. Thereby, the data of the ferroelectric memory cell can be brought into a state before entering the refresh mode.

【0020】請求項5記載の強誘電体メモリデバイス
は、記憶すべき情報を強誘電体の分極状態に対応させ、
分極状態を保持することで当該情報を保持する強誘電体
を有した強誘電体メモリセルと、強誘電体メモリセルと
同等の構造であり、かつ製造段階で連続して分極状態を
所定回数反転させた後、所定の情報を書込んだ強誘電体
リファレンスセルと、強誘電体リファレンスセルから読
み出した第1の情報を一時保持するデータストア部と、
データストア部に保持された第1の情報と強誘電体リフ
ァレンスセルから読み出される第2の情報とを比較し、
第1の情報と第2の情報との一致を検知する比較回路部
と、強誘電体メモリセルと強誘電体リファレンスセルと
データストア部と比較回路部とを制御する制御部を備
え、制御部は、リフレッシュモード時に、強誘電体リフ
ァレンスセルから第1の情報を読み出しデータストア部
に保持させた後、強誘電体リファレンスセルに第1の情
報とは逆の情報を書き込み、その後で強誘電体リファレ
ンスセルから情報を読み出して第2の情報として比較回
路部へ入力し、比較回路部で第1の情報と第2の情報と
の一致が検知されたときにインプリントが発生している
と判断するようにしたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ferroelectric memory device, information to be stored is made to correspond to a polarization state of the ferroelectric,
A ferroelectric memory cell having a ferroelectric that holds the information by holding the polarization state, and a structure equivalent to the ferroelectric memory cell, and the polarization state is continuously inverted a predetermined number of times in the manufacturing stage. After that, a ferroelectric reference cell in which predetermined information has been written, a data store section for temporarily holding first information read from the ferroelectric reference cell,
Comparing the first information held in the data store unit with the second information read from the ferroelectric reference cell,
A control circuit for detecting a match between the first information and the second information; a control unit for controlling the ferroelectric memory cell, the ferroelectric reference cell, the data store unit, and the comparison circuit unit; In the refresh mode, after reading out the first information from the ferroelectric reference cell and holding it in the data storage section, the information opposite to the first information is written into the ferroelectric reference cell, and then the ferroelectric Information is read from the reference cell and input as second information to the comparison circuit unit. When the comparison circuit unit detects a match between the first information and the second information, it is determined that imprint has occurred. It is something to do.

【0021】この請求項5記載の構成によれば、強誘電
体リファレンスセルとデータストア部と比較回路部を設
け、強誘電体リファレンスセルから第1の情報を読み出
しデータストア部に保持した後、強誘電体リファレンス
セルに第1の情報とは逆の情報を書き込み、その後で強
誘電体リファレンスセルから読み出した第2の情報とデ
ータストア部に保持されている第1の情報とを比較回路
部で比較することで、強誘電体メモリセルにインプリン
トが発生しているかどうかを正確に判断し、インプリン
トの発生を確実に検知することができる。これにより、
必要に応じたインプリント緩和動作が行えることにな
り、結果として寿命の長い強誘電体メモリデバイスを実
現することができる。また、強誘電体リファレンスセ
ル,データストア部および比較回路部は、ソーヤタワー
回路に比べ、単純で規模の小さい回路とすることがで
き、強誘電体メモリデバイスのサイズも小さくすること
ができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the ferroelectric reference cell, the data store section and the comparison circuit section are provided, and after reading the first information from the ferroelectric reference cell and holding the first information in the data store section, The opposite information to the first information is written in the ferroelectric reference cell, and then the second information read from the ferroelectric reference cell and the first information held in the data store are compared with the comparison circuit. Thus, it is possible to accurately determine whether or not imprint has occurred in the ferroelectric memory cell, and to reliably detect the occurrence of imprint. This allows
The imprint relaxation operation can be performed as required, and as a result, a long-life ferroelectric memory device can be realized. Further, the ferroelectric reference cell, the data store section, and the comparison circuit section can be a simple and small-scale circuit as compared with the Sawyer tower circuit, and the size of the ferroelectric memory device can be reduced.

【0022】請求項6記載の強誘電体メモリデバイス
は、請求項5記載の強誘電体メモリデバイスにおいて、
制御部は、強誘電体メモリセルより読み出した情報を一
時保持するメモリセルデータストア部を有し、インプリ
ントが発生していると判断したとき、メモリセルデータ
ストア部に強誘電体メモリセルより読み出した情報を一
時保持し、その後インプリントを緩和するために強誘電
体リファレンスセルおよび強誘電体メモリセルに対し、
書き込む情報を反転させながら連続して所定回数書込み
を行い、その後強誘電体メモリセルにメモリセルデータ
ストア部に保持された情報を書込み、さらに強誘電体リ
ファレンスセルに対し任意の情報を書き込むことを特徴
とする。これにより、インプリントを緩和することがで
きる。
The ferroelectric memory device according to claim 6 is the ferroelectric memory device according to claim 5,
The control unit has a memory cell data store unit for temporarily storing information read from the ferroelectric memory cell, and when it is determined that imprint has occurred, the memory cell data store unit stores the information read from the ferroelectric memory cell. To temporarily hold the read information and then relax the imprint, the ferroelectric reference cell and ferroelectric memory cell
Writing is continuously performed a predetermined number of times while inverting the information to be written, and then the information held in the memory cell data store is written to the ferroelectric memory cell, and further, arbitrary information is written to the ferroelectric reference cell. Features. Thereby, imprint can be eased.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は本発
明の第1の実施の形態における強誘電体メモリデバイス
の構成を示すブロック図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a ferroelectric memory device according to a first embodiment of the present invention.

【0024】情報制御部1は強誘電体メモリセル部8を
含んでおり、外部からの信号により、強誘電体メモリセ
ル部8に対し書込み、読み出し動作を行う。強誘電体メ
モリセル部8は、記憶すべきデータ(情報)を強誘電体
の分極状態に対応させ、分極状態を保持することで当該
データを保持する強誘電体を有した強誘電体メモリセル
を、1つまたは複数備えたものである。以下では、強誘
電体メモリセル部8は複数の強誘電体メモリセルからな
る構成を主として説明する。
The information control section 1 includes a ferroelectric memory cell section 8, and performs writing and reading operations on the ferroelectric memory cell section 8 by an external signal. The ferroelectric memory cell unit 8 associates data (information) to be stored with the polarization state of the ferroelectric, and retains the polarization state to thereby retain a ferroelectric memory cell having the ferroelectric. Is provided with one or more. Hereinafter, the configuration of the ferroelectric memory cell unit 8 mainly including a plurality of ferroelectric memory cells will be described.

【0025】電源投入検知回路部5は、この強誘電体メ
モリデバイスに対し電源が供給されたことを検知し、検
知回路制御部2へ電源投入検知信号を送る。
The power-on detection circuit section 5 detects that power is supplied to the ferroelectric memory device, and sends a power-on detection signal to the detection circuit control section 2.

【0026】リフレッシュモード開始信号検知部6は、
外部よりリフレッシュモード開始信号が与えられたと
き、それを検知し検知回路制御部2へ送る。
The refresh mode start signal detecting unit 6
When a refresh mode start signal is given from outside, it is detected and sent to the detection circuit control unit 2.

【0027】検知回路制御部2は、電源投入検知信号あ
るいはリフレッシュモード開始信号を受けると、検知回
路制御部2は情報制御部1、データストア部3及び比較
回路部4を制御する。
When the detection circuit control unit 2 receives the power-on detection signal or the refresh mode start signal, the detection circuit control unit 2 controls the information control unit 1, the data storage unit 3, and the comparison circuit unit 4.

【0028】データストア部3は、検知回路制御部2に
よって制御され、情報制御部1の強誘電体メモリセル部
8から読み出されたデータを保持する。例えば、図4の
ように構成され、図4の制御信号10は検知回路制御部
2からの信号である。
The data storage unit 3 is controlled by the detection circuit control unit 2 and holds data read from the ferroelectric memory cell unit 8 of the information control unit 1. For example, the configuration is as shown in FIG. 4, and the control signal 10 in FIG. 4 is a signal from the detection circuit control unit 2.

【0029】比較回路部4は、検知回路制御部2によっ
て制御され、データストア部3にストアされたデータ
と、情報制御部1の強誘電体メモリセル部8から読み出
されたデータとを比較し、インプリントの発生の有無を
示す比較結果信号を検知回路制御部2に送る。例えば、
図6に示すように、排他的OR(論理和)回路とAND
(論理積)回路で構成される。なお、図6では、8ビッ
ト分のデータを比較する場合を例示したものであるが、
1ビット分のデータを比較する場合や、強誘電体メモリ
セル部8が1つの強誘電体メモリセルのみからなる場合
には、1つの排他的OR回路のみで構成され、その出力
が比較結果信号となる。
The comparison circuit section 4 is controlled by the detection circuit control section 2 and compares the data stored in the data storage section 3 with the data read from the ferroelectric memory cell section 8 of the information control section 1. Then, a comparison result signal indicating whether or not imprint has occurred is sent to the detection circuit control unit 2. For example,
As shown in FIG. 6, an exclusive OR (logical sum) circuit and an AND
(Logical product) circuit. FIG. 6 illustrates a case where data of 8 bits is compared.
When comparing 1-bit data or when the ferroelectric memory cell unit 8 is composed of only one ferroelectric memory cell, it is composed of only one exclusive OR circuit, and its output is the comparison result signal. Becomes

【0030】検知回路制御部2では、比較回路部4から
の比較結果信号がインプリントの発生を示す場合、分極
反転制御部7へインプリント緩和モード開始信号を出力
し、これを受け、分極反転制御部7は、情報制御部1に
対し書込み制御を行う。
When the comparison result signal from the comparison circuit unit 4 indicates the occurrence of imprint, the detection circuit control unit 2 outputs an imprint relaxation mode start signal to the polarization inversion control unit 7 and receives this signal. The control unit 7 controls the information control unit 1 for writing.

【0031】なお、請求項1における制御部は、強誘電
体メモリセル部8を除く情報制御部1と、検知回路制御
部2と、分極反転制御部7とからなる。
It should be noted that the control section in claim 1 comprises the information control section 1 except for the ferroelectric memory cell section 8, the detection circuit control section 2, and the polarization inversion control section 7.

【0032】以上のように構成される本実施の形態の強
誘電体メモリデバイスについて、以下その動作を詳しく
説明する。
The operation of the ferroelectric memory device according to the present embodiment configured as described above will be described in detail below.

【0033】図2は本実施の形態におけるリフレッシュ
モードの実行フロー図であり、強誘電体メモリに対する
インプリントの発生の検知とその緩和(解消)を行うル
ーチンを示している。このインプリントの発生を検知、
及びそれを緩和(解消)しようとする一連の動作を行う
モードが、リフレッシュモードである。以下に、図1の
強誘電体メモリデバイスの構成図と、図2のフローを用
いて、リフレッシュモードについての説明をする。
FIG. 2 is a flow chart of the execution of the refresh mode in the present embodiment, and shows a routine for detecting the occurrence of imprint on the ferroelectric memory and relaxing (eliminating) it. Detects the occurrence of this imprint,
A mode in which a series of operations for relaxing (eliminating) the operation and a mode for performing the operation are a refresh mode. Hereinafter, the refresh mode will be described with reference to the configuration diagram of the ferroelectric memory device of FIG. 1 and the flow of FIG.

【0034】強誘電体メモリデバイスに対し電源が供給
された事を電源投入検知回路部5にて検知したとき、電
源投入検知回路部5は検知回路制御部2へ電源投入検知
信号を送る。また、外部よりリフレッシュモード開始信
号検知部6にリフレッシュモード開始信号が与えられた
とき、リフレッシュモード開始信号検知部6はリフレッ
シュモード開始信号を検知回路制御部2へ送る。検知回
路制御部2は、電源投入検知信号あるいはリフレッシュ
モード開始信号を受け、図2のステップS1にてインプ
リント検知モードが開始される。なお、リフレッシュモ
ードは、インプリントの発生の検知を行うインプリント
検知モードと、検知したインプリントを緩和するインプ
リント緩和モードとを含むものであり、まず、ステップ
S1で、インプリント検知モードが開始され、検知回路
制御部2は、情報制御部1に含まれる強誘電体メモリセ
ル部8にインプリントが発生しているかどうかを検知す
るための制御動作を行う。
When the power-on detection circuit 5 detects that power has been supplied to the ferroelectric memory device, the power-on detection circuit 5 sends a power-on detection signal to the detection circuit controller 2. When a refresh mode start signal is externally supplied to the refresh mode start signal detector 6, the refresh mode start signal detector 6 sends a refresh mode start signal to the detection circuit controller 2. The detection circuit controller 2 receives the power-on detection signal or the refresh mode start signal, and starts the imprint detection mode in step S1 of FIG. The refresh mode includes an imprint detection mode for detecting occurrence of imprint and an imprint relaxation mode for relaxing the detected imprint. First, in step S1, the imprint detection mode starts. Then, the detection circuit control unit 2 performs a control operation for detecting whether imprint has occurred in the ferroelectric memory cell unit 8 included in the information control unit 1.

【0035】図3は、強誘電体メモリセルのインプリン
ト発生検知を行うフローを示しており、図2のステップ
S2およびS3の処理を示す。
FIG. 3 shows a flow for detecting the occurrence of imprint of the ferroelectric memory cell, and shows the processing of steps S2 and S3 in FIG.

【0036】図3のステップS10において、検知回路
制御部2は強誘電体メモリセル部8より例えば8ビット
分のデータを読み出し、読み出したデータをデータスト
ア部3に送る。
In step S 10 of FIG. 3, the detection circuit control unit 2 reads data of, for example, 8 bits from the ferroelectric memory cell unit 8 and sends the read data to the data storage unit 3.

【0037】図4はデータストア部3の内部の回路を表
わしている。強誘電体メモリセル部8より読み出された
データは、データ信号9として入力され、ストア制御信
号10により制御され中央のフリップフロップにストア
される。図3ではステップS11にあたる。
FIG. 4 shows an internal circuit of the data store unit 3. Data read from the ferroelectric memory cell unit 8 is input as a data signal 9 and is controlled by a store control signal 10 and stored in a central flip-flop. FIG. 3 corresponds to step S11.

【0038】なお、インプリントが発生している強誘電
体メモリセルにおいては、図5に示される通り、インプ
リント発生前の読み出し電位差11と、インプリント発
生後の読み出し電位差12にほとんど差がないことか
ら、インプリントが発生しても、読み出し動作には支障
がなく、正常にデータを読み出すことができる。
In a ferroelectric memory cell in which imprint has occurred, as shown in FIG. 5, there is almost no difference between the read potential difference 11 before the imprint has occurred and the read potential difference 12 after the imprint has occurred. Therefore, even if imprint occurs, the reading operation is not hindered and data can be read normally.

【0039】次にステップS12において、検知回路制
御部2より情報制御部1に対して、ステップS10にて
読み出したビットのそれぞれに、読み出したデータとは
逆データを書込む動作を行う信号を送る。情報制御部1
はこれを受け、ステップS10にて読み出したビットに
通常使用時と同じルーチンで逆データを書込む。
Next, in step S12, the detection circuit control unit 2 sends a signal to the information control unit 1 to perform an operation of writing data opposite to the read data to each of the bits read in step S10. . Information control unit 1
Receives this, and writes the reverse data to the bit read in step S10 in the same routine as in normal use.

【0040】ここで、図12を参照して前述したよう
に、強誘電体メモリセルにおいてインプリントが発生し
た場合は、インプリント発生前に書込まれたデータと逆
のデータを書込む事が困難となる。つまり、通常使用時
の書込み電圧でデータが書込まれるステップS12にお
いては、インプリントの発生度合いによって、正常に書
込まれるかどうかが決まる。
Here, as described above with reference to FIG. 12, when imprint occurs in the ferroelectric memory cell, data reverse to the data written before the imprint occurred can be written. It will be difficult. That is, in step S12 in which data is written at the write voltage during normal use, whether or not data is normally written is determined by the degree of imprint occurrence.

【0041】ステップS12にて逆データを書込んだ後
に、ステップS13において、情報制御部1は、検知回
路制御部2の信号により、ステップS12で書込んだビ
ットからデータを通常使用時と同じルーチンで読み出
す。読み出し動作については前述の図5に示される通
り、インプリントが発生していても読み出し動作は正常
に行えるため、強誘電体メモリセルに正常にデータが書
込まれている場合は正常にデータを読み出すことができ
る。
After writing the reverse data in step S12, in step S13, the information control unit 1 uses the signal written in step S12 to convert the data written in step S12 into the same routine as that in normal use, according to a signal from the detection circuit control unit 2. Read with. As shown in FIG. 5 described above, the read operation can be performed normally even when imprint has occurred, so that when data is normally written in the ferroelectric memory cell, the data is normally written. Can be read.

【0042】ステップS13で読み出したデータは比較
回路部4へ送られ、そのデータとステップS11でデー
タストア部3にストアされたデータとを比較回路部4に
て比較する。図3ではステップS14にあたる。
The data read in step S13 is sent to the comparison circuit unit 4, and the data and the data stored in the data storage unit 3 in step S11 are compared by the comparison circuit unit 4. FIG. 3 corresponds to step S14.

【0043】図6は比較回路部4の内部回路を表わした
ものである。ステップS11でデータストア部3にスト
アされたデータSD1〜SD8と、ステップS13で読
み出されたデータRD1〜RD8とを入力して比較する
ことにより、比較結果信号15が出力される。SD1と
RD1,SD2とRD2,・・・,SD8とRD8は、
それぞれ同じ強誘電体メモリセルからステップ10とス
テップ13において読み出されたデータである。比較結
果信号15に表わされる結果において、データストア部
3にストアされたデータSD1〜SD8とステップS1
3にて読み出したデータRD1〜RD8とが全て反転さ
れたデータであれば、強誘電体メモリセルに通常使用時
に誤動作を起こすほどのインプリントが発生していない
と判断することができる。その場合は比較結果信号15
として“H”が出力される。また、それ以外の結果であ
れば、インプリントが発生したと判断することができ
る。その場合は比較結果信号15として“L”が出力さ
れる。その理由を以下に述べる。
FIG. 6 shows an internal circuit of the comparison circuit section 4. The data SD1 to SD8 stored in the data storage unit 3 in step S11 and the data RD1 to RD8 read in step S13 are input and compared, and a comparison result signal 15 is output. SD1 and RD1, SD2 and RD2, ..., SD8 and RD8 are
These are data read in Steps 10 and 13 from the same ferroelectric memory cell, respectively. In the result represented by the comparison result signal 15, the data SD1 to SD8 stored in the data
If the data RD1 to RD8 read out in step 3 are all inverted data, it can be determined that imprint has not occurred in the ferroelectric memory cell enough to cause a malfunction during normal use. In that case, the comparison result signal 15
Is output as “H”. If the result is other than that, it can be determined that imprint has occurred. In that case, “L” is output as the comparison result signal 15. The reason is described below.

【0044】ステップS12にて、インプリントが発生
したことにより、強誘電体メモリセル部8の8ビットに
データが正常に書込まれていなければ、正常にデータを
読み出すことが出来る読み出し電位差が得られず、ステ
ップS13のデータの読み出しは正常に行われない。ス
テップS12にて正常に書込み動作が行われていれば、
ステップS11でストアされたデータとは逆データが書
込まれていることになり、データストア部3にストアさ
れたデータとステップS13で読み出したデータとは逆
のデータになる。このため、インプリントが発生してい
れば、ステップS11にてデータストア部3にストアし
たデータと、ステップS13で読み出したデータとが、
完全な逆データとはならず、強誘電体メモリセルにイン
プリントが発生していると判断できる。また、インプリ
ントが発生している場合にステップS13にて読み出し
を行った際、偶然データストア部3にストアされたデー
タと逆のデータを読み出した場合でも、前述の通常の読
み出し動作においては、再書込み動作があるため、イン
プリントが緩和される。このようにして、図3のステッ
プS15にて、比較結果信号15によりインプリントの
発生の有無が検知される。
In step S12, if data has not been normally written in the 8 bits of the ferroelectric memory cell section 8 due to the occurrence of imprint, a read potential difference from which data can be read normally is obtained. Therefore, the data reading in step S13 is not performed normally. If the write operation is normally performed in step S12,
This means that data opposite to the data stored in step S11 has been written, and the data stored in the data storage unit 3 and the data read in step S13 are the reverse data. For this reason, if imprint has occurred, the data stored in the data storage unit 3 in step S11 and the data read in step S13 are:
The data is not completely reversed, and it can be determined that imprint has occurred in the ferroelectric memory cell. In addition, when reading is performed in step S13 when imprinting has occurred, even if data that is the reverse of the data stored in the data storage unit 3 is accidentally read out, in the above-described normal reading operation, Because of the rewriting operation, imprinting is eased. Thus, in step S15 in FIG. 3, the presence or absence of imprint is detected based on the comparison result signal 15.

【0045】このようにして図2のステップS3にてイ
ンプリント発生の有無を検知し、インプリントが発生し
ていることが検知されれば、ステップS4のインプリン
ト緩和モードを開始する。このモードは、インプリント
発生による強誘電体メモリセル部8の8ビットにおける
ヒステリシス曲線のずれを修正することを目的とする。
以下にその動作について説明する。
As described above, the presence or absence of imprint occurrence is detected in step S3 of FIG. 2, and if the occurrence of imprint is detected, the imprint mitigation mode of step S4 is started. The purpose of this mode is to correct the shift of the hysteresis curve in 8 bits of the ferroelectric memory cell unit 8 due to the occurrence of imprint.
The operation will be described below.

【0046】検知回路制御部2は、比較回路部4より比
較結果信号15を受け、その比較結果信号15が“L”
であれば、分極反転制御部7にインプリント緩和モード
開始信号を送る。図2のステップS4がこれにあたる。
The detection circuit control unit 2 receives the comparison result signal 15 from the comparison circuit unit 4, and the comparison result signal 15 becomes "L".
If so, an imprint relaxation mode start signal is sent to the polarization inversion control unit 7. Step S4 in FIG. 2 corresponds to this.

【0047】検知回路制御部2からインプリント緩和モ
ード開始信号を受けた分極反転制御部7は情報制御部1
に対し、データストア部3にストアされたデータとは逆
のデータを所定回数連続して書き込む信号を与える。こ
の信号を受けて情報制御部1は、それぞれの強誘電体メ
モリセルに対し所定回数連続してデータストア部3にス
トアされたデータとは逆のデータを書込む(ステップS
5)。この動作を行うことで、インプリント発生により
左右にずれた強誘電体メモリセルのヒステリシス曲線
を、インプリント発生前の状態に戻す事ができる。図7
は連続書込みによりヒステリシス曲線が、インプリント
発生前の状態に戻っていく様子を表わしている。曲線1
6はインプリント発生後のヒステリシス曲線であり、曲
線17は連続書込み動作によりシフトしたヒステリシス
曲線である。この曲線の移動量は連続書込み回数に依存
しており、回数が多いほど移動量は増える。よって連続
書込み回数は、通常使用時に誤動作を引き起こす程度の
ヒステリシス曲線の移動量に相当する回数が望ましい。
The polarization reversal control unit 7 receiving the imprint relaxation mode start signal from the detection circuit control unit 2
, A signal for writing data, which is the reverse of the data stored in the data storage unit 3, continuously for a predetermined number of times. In response to this signal, the information control unit 1 writes data opposite to the data stored in the data storage unit 3 into each ferroelectric memory cell a predetermined number of times consecutively (step S).
5). By performing this operation, the hysteresis curve of the ferroelectric memory cell shifted left and right due to the occurrence of imprint can be returned to the state before the occurrence of imprint. FIG.
Indicates a state in which the hysteresis curve returns to the state before the imprint occurred by continuous writing. Curve 1
Numeral 6 denotes a hysteresis curve after the imprint has occurred, and curve 17 denotes a hysteresis curve shifted by the continuous writing operation. The amount of movement of this curve depends on the number of consecutive writings, and the greater the number of times, the greater the amount of movement. Therefore, it is desirable that the number of continuous writing be a number corresponding to the amount of movement of the hysteresis curve that causes a malfunction during normal use.

【0048】ステップS5にて所定回数の書込みを行っ
た後、データストア部3にストアされたデータを、検知
対象となっている強誘電体メモリセル部8の8ビットに
書込む。ステップS6がこれにあたる。これにより、8
ビットの強誘電体メモリセルは、リフレッシュモードに
入る前の状態に戻る。
After the writing has been performed a predetermined number of times in step S5, the data stored in the data storage section 3 is written into the 8 bits of the ferroelectric memory cell section 8 to be detected. Step S6 corresponds to this. As a result, 8
The bit ferroelectric memory cell returns to the state before entering the refresh mode.

【0049】その後、ステップS7,S8において再度
インプリント検知を行い、インプリントが発生している
と判断される、つまり、十分にヒステリシス曲線がイン
プリント発生前の状態に戻っていないと判断されれば、
再度ステップS4に戻り、連続書込み動作を行う。この
再度のインプリント検知ないし緩和動作により、過剰な
連続書込みによる逆方向のインプリント発生を防ぐこと
もできる。なお、ステップS7,S8は、ステップS
2,S3と同じで、図3のフローで示される。
Thereafter, in steps S7 and S8, imprint detection is performed again, and it is determined that imprint has occurred. That is, it is determined that the hysteresis curve has not sufficiently returned to the state before the imprint occurred. If
Returning to step S4, the continuous write operation is performed. By this imprint detection or relaxation operation again, imprint in the reverse direction due to excessive continuous writing can be prevented. Steps S7 and S8 are the same as step S
2, S3, which is shown in the flow of FIG.

【0050】ステップS8にてインプリントが検知され
なければ、強誘電体メモリセル部8における次の8ビッ
トに対して、同様にしてステップS2よりインプリント
検知動作を行い、インプリント発生が検知されれば、連
続書込み動作を行っていく。
If no imprint is detected in step S8, an imprint detection operation is similarly performed from step S2 for the next 8 bits in the ferroelectric memory cell unit 8, and the occurrence of imprint is detected. Then, the continuous writing operation is performed.

【0051】また、ステップS3にてインプリントが検
知されなかった場合においても、データストア部3にス
トアされたデータを、検知対象となっている強誘電体メ
モリセル部8の8ビットに書込み、検知動作前の状態に
戻す。ステップS9がこれにあたる。その後ステップS
2に戻り、次の8ビットに対して検知動作を開始する。
Further, even when the imprint is not detected in step S3, the data stored in the data storage section 3 is written into the 8 bits of the ferroelectric memory cell section 8 to be detected, and Return to the state before the detection operation. Step S9 corresponds to this. Then step S
Returning to step 2, the detection operation is started for the next 8 bits.

【0052】以上のようにして、強誘電体メモリセル部
8の全ビットに対してインプリントが発生しているかど
うかを検知し、発生していれば連続書込みによりそれを
解消する。このように、全ビットに対して以上の動作を
行った時点でリフレッシュモードを終了する。このよう
に、インプリントが発生したビットに対してヒステリシ
ス曲線の補正を行うことにより、寿命の長い強誘電体メ
モリデバイスを実現できる。
As described above, whether or not imprint has occurred for all bits of the ferroelectric memory cell unit 8 is detected, and if it has occurred, it is eliminated by continuous writing. Thus, the refresh mode ends when the above operation is performed on all the bits. As described above, by correcting the hysteresis curve for the bit where the imprint has occurred, a ferroelectric memory device having a long life can be realized.

【0053】本実施の形態によれば、データストア部3
と比較回路部4を設け、強誘電体メモリセルからデータ
を読み出しデータストア部3に保持した後、強誘電体メ
モリセルにデータストア部3に保持したデータとは逆の
データを書き込み、その後で強誘電体メモリセルから読
み出したデータとデータストア部3に保持されているデ
ータとを比較回路部4で比較することで、強誘電体メモ
リセルにインプリントが発生しているかどうかを正確に
判断することができ、インプリントの発生を確実に検知
することができる。これにより、必要に応じたインプリ
ント緩和動作が行えることになり、結果として寿命の長
い強誘電体メモリデバイスを実現することができる。
According to the present embodiment, the data store 3
And a comparison circuit unit 4 for reading data from the ferroelectric memory cell and holding the data in the data storage unit 3, and then writing data opposite to the data held in the data storage unit 3 in the ferroelectric memory cell, and thereafter By comparing the data read from the ferroelectric memory cell with the data held in the data store unit 3 by the comparison circuit unit 4, it is accurately determined whether or not imprint has occurred in the ferroelectric memory cell. It is possible to reliably detect the occurrence of imprint. As a result, the imprint mitigation operation can be performed as needed, and as a result, a long-life ferroelectric memory device can be realized.

【0054】また、図4のようにフリップフロップやト
ランジスタで構成されるデータストア部3と、図6のよ
うに排他的OR回路やAND回路で構成される比較回路
部4とは、CMOS回路で構成することができ、ソーヤ
タワー回路に比べ、単純で規模の小さい回路とすること
ができ、強誘電体メモリデバイスのサイズも小さくでき
る。
The data store section 3 composed of flip-flops and transistors as shown in FIG. 4 and the comparison circuit section 4 composed of exclusive OR circuits and AND circuits as shown in FIG. 6 are CMOS circuits. It can be configured as a simple and small-scale circuit as compared with the Sawyer tower circuit, and the size of the ferroelectric memory device can be reduced.

【0055】なお、第1の実施の形態において、ステッ
プS5で、データストア部3にストアされたデータとは
逆のデータを所定回数連続して書込んでいたが、後述の
第2の実施の形態におけるステップS16のように、書
き込むデータを“H”,“L”,“H”,“L”・・・
・と反転させながら連続して所定回数書込む分極反転書
込みを行ってもよい。
In the first embodiment, in step S5, data opposite to the data stored in the data storage unit 3 is written continuously for a predetermined number of times. As in step S16 in the embodiment, the data to be written is “H”, “L”, “H”, “L”,.
The polarization inversion writing may be performed by continuously writing a predetermined number of times while inverting.

【0056】また、ステップS5で、データストア部3
にストアされたデータとは逆のデータを所定回数連続し
て書込んでいたが、データストア部3にストアされたデ
ータとは逆のデータを、強誘電体メモリセルにおいてイ
ンプリントが発生した場合でも十分に逆データが書き込
める回数書込んだのち、一定時間放置することによって
も、インプリント発生によるヒステリシス曲線のずれは
補正できる。
In step S5, the data storage unit 3
When the data reverse to the data stored in the data storage unit 3 has been written continuously for a predetermined number of times, and the data reverse to the data stored in the data storage unit 3 is imprinted in the ferroelectric memory cell, However, the deviation of the hysteresis curve due to the occurrence of imprint can also be corrected by writing the number of times that the reverse data can be sufficiently written, and then leaving it for a certain period of time.

【0057】また、第1の実施の形態において、インプ
リント発生を検知する対象となる強誘電体メモリセルの
数を、一回につき8ビットとしたが、1サイクルで読み
出せる数、例えば16ビットや32ビットに置き換えて
もよい。その場合、一度のリフレッシュモードにおける
インプリント検知回数が減り、リフレッシュモードの時
間短縮になる。
In the first embodiment, the number of ferroelectric memory cells to be used for detecting the occurrence of imprint is set to 8 bits at a time, but the number which can be read in one cycle, for example, 16 bits Or 32 bits. In that case, the number of times of imprint detection in one refresh mode is reduced, and the time in the refresh mode is reduced.

【0058】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では
インプリント検知動作(図2のステップS2)の対象が
情報制御部1に含まれる強誘電体メモリセル部8であっ
たが、第2の実施の形態ではインプリント検知用のリフ
ァレンスセルを設け、それに対しインプリント検知を行
う。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. In the first embodiment, the target of the imprint detection operation (step S2 in FIG. 2) is the ferroelectric memory cell unit 8 included in the information control unit 1, but in the second embodiment, the imprint detection operation is performed. A reference cell is provided, and imprint detection is performed on the reference cell.

【0059】図8は第2の実施の形態における強誘電体
メモリデバイスの構成を示すブロック図である。図1と
の主な違いは、強誘電体メモリセル部8を構成する強誘
電体メモリセルと同じ構造をもつセル(リファレンスセ
ル)であり、所定数、例えば8ビットのリファレンスセ
ルによって構成されているリファレンスセル部18が追
加されている点と、メモリセルより読み出されたデータ
を一時ストアしておくメモリセルデータストア部46が
追加されている点である。メモリセルデータストア部4
6はCMOS回路で構成されており、一度にストアでき
るデータ量は任意である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a ferroelectric memory device according to the second embodiment. The main difference from FIG. 1 is a cell (reference cell) having the same structure as the ferroelectric memory cell constituting the ferroelectric memory cell unit 8, and is constituted by a predetermined number, for example, 8-bit reference cells. The difference is that a reference cell unit 18 is added, and a memory cell data storage unit 46 for temporarily storing data read from a memory cell is added. Memory cell data storage unit 4
Reference numeral 6 denotes a CMOS circuit, and the amount of data that can be stored at one time is arbitrary.

【0060】リファレンスセル部18の各リファレンス
セルは、強誘電体メモリデバイスの製造段階において、
ある一定回数、データを反転させながら連続してデータ
を書込むストレスが印加されており、強誘電体メモリセ
ル部8の通常の強誘電体メモリセルに比べ、インプリン
ト発生によるヒステリシス曲線のずれが大きいことを特
徴としている。また、前述の連続してデータを書込んだ
のち、所定(任意)のデータをリファレンスセルに書込
んでおく。
Each reference cell of the reference cell section 18 is used during the manufacturing stage of the ferroelectric memory device.
A stress for continuously writing data while inverting the data a certain number of times is applied, and the shift of the hysteresis curve due to imprint generation is smaller than that of a normal ferroelectric memory cell in the ferroelectric memory cell unit 8. It is characterized by being large. After the above-described continuous data writing, predetermined (arbitrary) data is written in the reference cell.

【0061】この第2の実施の形態におけるリフレッシ
ュモードについて以下に説明する。図9は第2の実施の
形態におけるリフレッシュモードのフローを表わしてい
る。
The refresh mode in the second embodiment will be described below. FIG. 9 shows a flow of the refresh mode in the second embodiment.

【0062】まず、第1の実施の形態同様、強誘電体メ
モリデバイスに電源供給がなされた事を検知するか、も
しくはリフレッシュモード開始信号が外部より印加され
た場合に、リフレッシュモードのインプリント検知モー
ドが開始される(ステップS1)。
First, as in the first embodiment, when the power supply to the ferroelectric memory device is detected, or when the refresh mode start signal is applied from the outside, the imprint detection in the refresh mode is performed. The mode is started (step S1).

【0063】リフレッシュモードが開始されると、ステ
ップS2にてインプリント検知を開始する。インプリン
ト検知動作については、第1の実施の形態では検知対象
が強誘電体メモリセル部8の8ビットであったのに対
し、第2の実施の形態ではリファレンスセル部18の全
ビット(8ビット)である事以外は同じであるため、こ
こでの説明を省く。このリファレンスセル部18をイン
プリント検知対象とすることにより、第1の実施の形態
に比べ、以下に説明する利点がある。リファレンスセル
は前述のとおり、強誘電体メモリセル部8内の通常の強
誘電体メモリセルに対しインプリントが発生しやすいた
め、通常の強誘電体メモリセルにおいて、インプリント
発生によるヒステリシス曲線の移動量が少ない段階で、
インプリント発生を検知することができる。これにより
通常使用時でのインプリント発生による誤動作に対し
て、マージンを得る事ができる。また、後述する分極反
転書込みを全ビットに対して行うことにより、インプリ
ント検知回数が大幅に減り、リフレッシュモードの時間
短縮が実現できる。
When the refresh mode is started, imprint detection is started in step S2. Regarding the imprint detection operation, in the first embodiment, the detection target is 8 bits of the ferroelectric memory cell unit 8, whereas in the second embodiment, all bits (8 bits) of the reference cell unit 18 are detected. Bit), the description is omitted here. By setting the reference cell section 18 as an imprint detection target, there are advantages described below as compared with the first embodiment. As described above, since the imprint tends to occur in the reference cell in the normal ferroelectric memory cell in the ferroelectric memory cell unit 8, the hysteresis curve of the normal ferroelectric memory cell due to the imprint is shifted. At the stage when the amount is small,
Imprint occurrence can be detected. As a result, a margin can be obtained for a malfunction due to imprint generation during normal use. Further, by performing the polarization inversion writing described later for all bits, the number of times of imprint detection is greatly reduced, and the time for the refresh mode can be reduced.

【0064】図9のステップS3においてインプリント
が検知されなければ、リフレッシュモードを終了する。
ステップS3においてインプリントが検知されれば、ス
テップS4のインプリント緩和モードを開始する。ステ
ップS17において、図8のメモリセル部8におけるイ
ンプリント緩和モード対象メモリセル(例えば8ビッ
ト)のデータを読み出して、メモリセルデータストア部
46にストアする。その後、ステップS16にて、イン
プリント緩和モード対象メモリセルに書き込むデータを
“H”,“L”,“H”,“L”・・・・と反転させな
がら連続して所定回数書込む分極反転書込みを行う。こ
の書込みを行うことにより、インプリント発生による状
態が変化したヒステリシス曲線はインプリント発生前の
状態にもどり、また、過剰な書込みによる逆方向のイン
プリント発生を防ぐこともできる。所定回数分極反転書
込みを終了した後、メモリセルデータストア部46より
データを読出し、インプリント緩和モード対象メモリセ
ルに対し、再書込みを行う。ステップS6がこれにあた
る。このデータストアから再書込みまでの動作をメモリ
セル部8の全メモリセルに対して行う。この全メモリセ
ルに対して分極反転書込みを行った後、リファレンスセ
ル部18に対し分極反転書込みを行う。ステップS18
がこれにあたる。
If no imprint is detected in step S3 of FIG. 9, the refresh mode ends.
If imprint is detected in step S3, the imprint mitigation mode of step S4 is started. In step S17, data of the memory cell (for example, 8 bits) in the imprint mitigation mode in the memory cell unit 8 of FIG. 8 is read and stored in the memory cell data storage unit 46. After that, in step S16, the data to be written into the memory cell to be subjected to the imprint relaxation mode is inverted to “H”, “L”, “H”, “L”,. Write. By performing this writing, the hysteresis curve whose state has changed due to the occurrence of imprinting returns to the state before imprinting occurred, and the occurrence of imprinting in the reverse direction due to excessive writing can be prevented. After terminating the polarization inversion writing a predetermined number of times, data is read from the memory cell data storage unit 46, and rewriting is performed on the memory cell targeted for the imprint mitigation mode. Step S6 corresponds to this. The operation from the data store to the rewrite is performed for all the memory cells of the memory cell unit 8. After performing the polarization inversion writing on all the memory cells, the polarization inversion writing is performed on the reference cell unit 18. Step S18
Corresponds to this.

【0065】以上のように分極反転書込みを行った後、
リファレンスセル部18に対して再度インプリント検知
を行い、上記分極反転書込みによりインプリント発生に
よるヒステリシス曲線のずれが修正できたことを確認す
る(ステップS2,S3)。インプリントが検知されれ
ば、再びステップS4のインプリント緩和モードを開始
する。
After performing the domain inversion writing as described above,
The imprint detection is performed again on the reference cell unit 18 to confirm that the deviation of the hysteresis curve due to the imprint has been corrected by the polarization inversion writing (steps S2 and S3). When the imprint is detected, the imprint relaxation mode in step S4 is started again.

【0066】以上のようにインプリント検知と分極反転
書込みを行うことにより、インプリント発生によるヒス
テリシス曲線のずれを補正し、寿命の長い強誘電体メモ
リデバイスを実現することができる。
By performing imprint detection and polarization inversion writing as described above, a shift in the hysteresis curve due to imprint generation can be corrected, and a long-life ferroelectric memory device can be realized.

【0067】本実施の形態によれば、リファレンスセル
部18とデータストア部3と比較回路部4を設け、リフ
ァレンスセル部18からデータを読み出しデータストア
部3に保持した後、リファレンスセル部18にデータス
トア部3に保持したデータとは逆のデータを書き込み、
その後でリファレンスセル部18から読み出したデータ
とデータストア部3に保持されているデータとを比較回
路部4で比較することで、強誘電体メモリセル部8にイ
ンプリントが発生しているかどうかを正確に判断するこ
とができ、インプリントの発生を確実に検知することが
できる。この場合、強誘電体メモリセル部8よりもイン
プリントが発生しやすいリファレンスセル部18を対象
にインプリント発生の検知を行っているため、第1の実
施の形態と比べ、初期の段階でインプリント発生を検知
できる。これにより、必要に応じたインプリント緩和動
作が行えることになり、結果として寿命の長い強誘電体
メモリデバイスを実現することができる。
According to the present embodiment, the reference cell section 18, the data storage section 3, and the comparison circuit section 4 are provided, data is read from the reference cell section 18 and held in the data storage section 3, Write the opposite data to the data held in the data store unit 3,
Thereafter, the comparison circuit 4 compares the data read from the reference cell 18 with the data held in the data store 3 to determine whether imprint has occurred in the ferroelectric memory cell 8. Accurate determination can be made, and occurrence of imprint can be reliably detected. In this case, since imprint occurrence is detected for the reference cell section 18 where imprinting is more likely to occur than in the ferroelectric memory cell section 8, the imprinting is detected at an early stage compared to the first embodiment. Print occurrence can be detected. As a result, the imprint mitigation operation can be performed as needed, and as a result, a long-life ferroelectric memory device can be realized.

【0068】また、第2の実施の形態は、第1の実施の
形態の構成にリファレンスセル部18が追加された構成
となっているが、このリファレンスセル部18は、数ビ
ットあるいは数十ビット程度以下の強誘電体メモリセル
の構成規模であり、ソーヤタワー回路に比べると非常に
回路規模が小さく、メモリセルデータストア部46,デ
ータストア部3および比較回路部4と合わせても、ソー
ヤタワー回路に比べ、単純で規模の小さい回路とするこ
とができ、強誘電体メモリデバイスのサイズも小さくで
きる。
The second embodiment has a configuration in which a reference cell unit 18 is added to the configuration of the first embodiment. The size of the ferroelectric memory cell is not larger than the size of the ferroelectric memory cell, and is very small in circuit size as compared with the Sawyer tower circuit. As compared with the circuit, the circuit can be simple and small in scale, and the size of the ferroelectric memory device can be reduced.

【0069】なお、第2の実施の形態において、リファ
レンスセル部18のビット数(セル数)を8ビットとし
たが、これは1ビット以上であればよい。リファレンス
セル部18のビット数を多くするほど、インプリント発
生の検知精度を向上できるが、リファレンスセル部18
とデータストア部3の回路規模が大きくなることにな
る。
In the second embodiment, the number of bits (the number of cells) of the reference cell section 18 is set to 8 bits. However, the number may be 1 bit or more. As the number of bits of the reference cell unit 18 is increased, the detection accuracy of imprint occurrence can be improved.
Thus, the circuit scale of the data store unit 3 becomes large.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ソーヤタ
ワー回路に比べ、非常に単純で規模の小さい回路を用い
て、強誘電体メモリセルにおけるインプリント発生を確
実に検知する事ができ、これにより必要に応じたインプ
リント緩和動作が行えることになり、寿命の長い強誘電
体メモリデバイスを実現することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reliably detect the occurrence of imprint in a ferroelectric memory cell by using a circuit that is much simpler and smaller than a Sawyer tower circuit. As a result, an imprint mitigation operation can be performed as required, and a long-life ferroelectric memory device can be realized.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態における強誘電体メ
モリデバイスの構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a ferroelectric memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態におけるリフレッシ
ュモードの実行フロー図。
FIG. 2 is an execution flowchart of a refresh mode according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態におけるインプリン
ト検知の実行フロー図。
FIG. 3 is an execution flowchart of imprint detection according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図1のデータストア部3の一例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a data storage unit 3 of FIG.

【図5】インプリント発生前とインプリント発生後の読
み出し電圧の変化を表わしたヒステリシス曲線を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing a hysteresis curve representing a change in a read voltage before imprint occurs and after imprint occurs.

【図6】図1の比較回路部4の一例を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing one example of a comparison circuit unit 4 of FIG. 1;

【図7】インプリント発生後とインプリント緩和後のヒ
ステリシス曲線を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing hysteresis curves after imprint generation and after imprint mitigation.

【図8】本発明の第2の実施の形態における強誘電体メ
モリデバイスの構成を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a ferroelectric memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施の形態におけるリフレッシ
ュモードの実行フロー図。
FIG. 9 is an execution flowchart of a refresh mode according to the second embodiment of the present invention.

【図10】強誘電体メモリセルの読み出し、書込みを実
現する回路構成例を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a circuit configuration example for realizing reading and writing of a ferroelectric memory cell.

【図11】強誘電体メモリセルの読み出し電圧と分極反
転電圧を表わしたヒステリシス曲線を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a hysteresis curve representing a read voltage and a polarization inversion voltage of a ferroelectric memory cell.

【図12】インプリント発生による分極反転電圧の変化
を表わしたヒステリシス曲線を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a hysteresis curve showing a change in polarization reversal voltage due to imprint generation.

【図13】従来のインプリント発生による誤動作防止を
目的とした強誘電体メモリデバイスの構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a conventional ferroelectric memory device for preventing malfunction due to imprint generation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 情報制御部 2 検知回路制御部 3 データストア部 4 比較回路部 5 電源投入検知回路部 6 リフレッシュモード開始信号検知部 7 分極反転制御部 8 強誘電体メモリセル部 18 リファレンスセル部 46 メモリセルデータストア部 REFERENCE SIGNS LIST 1 information control unit 2 detection circuit control unit 3 data store unit 4 comparison circuit unit 5 power-on detection circuit unit 6 refresh mode start signal detection unit 7 polarization inversion control unit 8 ferroelectric memory cell unit 18 reference cell unit 46 memory cell data Store Department

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記憶すべき情報を強誘電体の分極状態に
対応させ、分極状態を保持することで当該情報を保持す
る強誘電体を有した強誘電体メモリセルと、 前記強誘電体メモリセルから読み出した第1の情報を一
時保持するデータストア部と、 前記データストア部に保持された第1の情報と前記強誘
電体メモリセルから読み出される第2の情報とを比較
し、前記第1の情報と第2の情報との一致を検知する比
較回路部と、 前記強誘電体メモリセルと前記データストア部と前記比
較回路部とを制御する制御部を備え、 前記制御部は、リフレッシュモード時に、前記強誘電体
メモリセルから前記第1の情報を読み出し前記データス
トア部に保持させた後、前記強誘電体メモリセルに前記
第1の情報とは逆の情報を書き込み、その後で前記強誘
電体メモリセルから情報を読み出して前記第2の情報と
して前記比較回路部へ入力し、前記比較回路部で前記第
1の情報と第2の情報との一致が検知されたときにイン
プリントが発生していると判断するようにした強誘電体
メモリデバイス。
1. A ferroelectric memory cell having a ferroelectric that retains information by associating information to be stored with a polarization state of the ferroelectric and maintaining the polarization state. A data storage unit for temporarily storing first information read from a cell; comparing the first information stored in the data store unit with second information read from the ferroelectric memory cell; A comparison circuit unit that detects a match between the first information and the second information; and a control unit that controls the ferroelectric memory cell, the data store unit, and the comparison circuit unit. In the mode, after reading the first information from the ferroelectric memory cell and holding the first information in the data store unit, information opposite to the first information is written into the ferroelectric memory cell, and then the Ferroelectric Information is read from a memory cell and input as the second information to the comparison circuit unit. When the comparison circuit unit detects a match between the first information and the second information, imprint occurs. Ferroelectric memory device that is determined to be
【請求項2】 前記制御部は、インプリントが発生して
いると判断したとき、インプリントを緩和するために前
記強誘電体メモリセルに対し、前記データストア部に保
持された第1の情報とは逆の情報を連続して所定回数書
込みを行うようにしたことを特徴とする請求項1記載の
強誘電体メモリデバイス。
2. When the control unit determines that imprint has occurred, the control unit transmits the first information stored in the data store unit to the ferroelectric memory cell to reduce imprint. 2. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein information opposite to the above is written continuously a predetermined number of times.
【請求項3】 前記制御部は、インプリントが発生して
いると判断したとき、インプリントを緩和するために前
記強誘電体メモリセルに対し、書き込む情報を反転させ
ながら連続して所定回数書込みを行うようにしたことを
特徴とする請求項1記載の強誘電体メモリデバイス。
3. The control unit, when judging that imprint has occurred, continuously writes the ferroelectric memory cell a predetermined number of times while inverting the information to be written, in order to ease the imprint. 2. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記制御部は、インプリントを緩和する
ために前記強誘電体メモリセルに所定回数書込みを行っ
た後、前記データストア部に保持された第1の情報を前
記強誘電体メモリセルに書込むようにしたことを特徴と
する請求項2または3記載の強誘電体メモリデバイス。
4. The control section writes the first information held in the data store section to the ferroelectric memory cell after writing the ferroelectric memory cell a predetermined number of times to ease imprint. 4. The ferroelectric memory device according to claim 2, wherein the data is written in a cell.
【請求項5】 記憶すべき情報を強誘電体の分極状態に
対応させ、分極状態を保持することで当該情報を保持す
る強誘電体を有した強誘電体メモリセルと、 前記強誘電体メモリセルと同等の構造であり、かつ製造
段階で連続して分極状態を所定回数反転させた後、所定
の情報を書込んだ強誘電体リファレンスセルと、 前記強誘電体リファレンスセルから読み出した第1の情
報を一時保持するデータストア部と、 前記データストア部に保持された第1の情報と前記強誘
電体リファレンスセルから読み出される第2の情報とを
比較し、前記第1の情報と第2の情報との一致を検知す
る比較回路部と、 前記強誘電体メモリセルと前記強誘電体リファレンスセ
ルと前記データストア部と前記比較回路部とを制御する
制御部を備え、 前記制御部は、リフレッシュモード時に、前記強誘電体
リファレンスセルから前記第1の情報を読み出し前記デ
ータストア部に保持させた後、前記強誘電体リファレン
スセルに前記第1の情報とは逆の情報を書き込み、その
後で前記強誘電体リファレンスセルから情報を読み出し
て前記第2の情報として前記比較回路部へ入力し、前記
比較回路部で前記第1の情報と第2の情報との一致が検
知されたときにインプリントが発生していると判断する
ようにした強誘電体メモリデバイス。
5. A ferroelectric memory cell having a ferroelectric which holds information to be stored by associating information to be stored with a polarization state of the ferroelectric and holding the polarization state. A ferroelectric reference cell which has a structure equivalent to that of the cell, and in which the polarization state is continuously inverted a predetermined number of times in the manufacturing stage, and in which predetermined information is written; and a first cell which is read from the ferroelectric reference cell. A first information stored in the data store unit and second information read from the ferroelectric reference cell, and the first information and the second information are compared. A comparison circuit unit that detects coincidence with the information of the above, and a control unit that controls the ferroelectric memory cell, the ferroelectric reference cell, the data store unit, and the comparison circuit unit, wherein the control unit includes: Re In the refresh mode, after reading out the first information from the ferroelectric reference cell and holding the first information in the data store section, information opposite to the first information is written into the ferroelectric reference cell, and thereafter, Information is read from the ferroelectric reference cell and input to the comparison circuit unit as the second information. When the comparison circuit unit detects a match between the first information and the second information, the input is performed. A ferroelectric memory device configured to determine that printing has occurred.
【請求項6】 前記制御部は、前記強誘電体メモリセル
より読み出した情報を一時保持するメモリセルデータス
トア部を有し、インプリントが発生していると判断した
とき、前記メモリセルデータストア部に前記強誘電体メ
モリセルより読み出した情報を一時保持し、その後イン
プリントを緩和するために前記強誘電体リファレンスセ
ルおよび前記強誘電体メモリセルに対し、書き込む情報
を反転させながら連続して所定回数書込みを行い、その
後前記強誘電体メモリセルに前記メモリセルデータスト
ア部に保持された情報を書込み、さらに前記強誘電体リ
ファレンスセルに対し任意の情報を書き込むことを特徴
とする請求項5記載の強誘電体メモリデバイス。
6. The control section has a memory cell data storage section for temporarily storing information read from the ferroelectric memory cell, and when it is determined that imprint has occurred, the control section has a memory cell data store section. Section temporarily holds the information read from the ferroelectric memory cell, and then successively inverts the information to be written to the ferroelectric reference cell and the ferroelectric memory cell to alleviate imprint. 6. A method according to claim 5, further comprising: writing a predetermined number of times, writing information held in said memory cell data store into said ferroelectric memory cell, and writing arbitrary information into said ferroelectric reference cell. A ferroelectric memory device according to claim 1.
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Cited By (3)

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