JP2002298587A - Programable memory device - Google Patents

Programable memory device

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JP2002298587A
JP2002298587A JP2001093852A JP2001093852A JP2002298587A JP 2002298587 A JP2002298587 A JP 2002298587A JP 2001093852 A JP2001093852 A JP 2001093852A JP 2001093852 A JP2001093852 A JP 2001093852A JP 2002298587 A JP2002298587 A JP 2002298587A
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JP
Japan
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memory cell
voltage
memory
dram
memory device
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JP2001093852A
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Japanese (ja)
Inventor
Hung-Ji Fang
宏基 方
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KITS ON LINE TECHNOLOGY CORP
Original Assignee
KITS ON LINE TECHNOLOGY CORP
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a memory device which can fully exhibit the functions of a volatile memory and a programmable non-volatile memory. SOLUTION: Programming voltage is applied to a DRAM memory cell consisting of word lines, bit lines, transistors, and capacitive storing devices to fully employ the functions of a non-volatile memory. Programming voltage varies permanently the voltage leak function of the capacitive storing device. Therefore, in this DRAM memory device, the voltage leak characteristics of a cell can be read out by measurements.

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】本発明はプログラム可能なメ
モリ・デバイスに係り、特にダイナミック・ランダム・
アクセス・メモリのプログラミング方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a programmable memory device, and more particularly to a dynamic random access memory.
The present invention relates to a method for programming an access memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】現代社会ではデータを記憶できる電子デ
バイスがますます普及しつつある。ほとんどのデータ処
理デバイスは2つのタイプのメモリ・デバイス、いわゆ
る揮発性メモリつまりRAMと、不揮発性メモリつまり
ROMとから構成される。揮発性メモリはデバイスへの
電力供給がなくなると記憶データを失うが、一方、不揮
発性メモリはデバイスへの電力供給がなくなった後でも
データを記憶できる。多くの電子デバイス内には一般
に、両方のタイプのメモリ・デバイスが備えられ、めっ
たに変化しないデータを長期間記憶するのに不揮発性メ
モリが使用され、短時間だけ必要とするデータの記憶に
は揮発性メモリが使用される。
2. Description of the Related Art In modern society, electronic devices capable of storing data are becoming more and more popular. Most data processing devices consist of two types of memory devices, so-called volatile memory or RAM, and non-volatile memory or ROM. Volatile memory loses stored data when power to the device is lost, while non-volatile memory can store data even after power to the device is lost. In many electronic devices, both types of memory devices are typically provided, with non-volatile memory being used for long-term storage of data that changes infrequently and volatile storage for data that is needed only for short periods Memory is used.

【0003】最も一般的なタイプの揮発性メモリ・デバ
イスは、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ、
つまりDRAMである。DRAMは、相対的に製造コス
トが低く、記憶容量が大きく、小型であるため好適に選
択される。半導体製造方法の進歩によって、DRAMを
ますます小型かつ安価に製造できるようになってきてい
る。
[0003] The most common types of volatile memory devices are dynamic random access memory,
That is, it is a DRAM. DRAM is preferably selected because of its relatively low manufacturing cost, large storage capacity, and small size. Advances in semiconductor manufacturing methods have allowed DRAMs to be made smaller and cheaper.

【0004】DRAMアレイは、複数のメモリ・セル、
ワード線、およびビット線から構成される数100万個
の同一のメモリ回路を複製することによって製造され
る。ビット線とワード線とは直交するように配置され、
メモリ・セルはワード線とビット線との交差に隣接する
ように配置される。従来のDRAMメモリ・セルは単一
トランジスタ構造であり、メモリ・セルは記憶コンデン
サを有しており、その第1ターミナルはVREFなどの
基準電圧に、その第2ターミナルは、通常は電界効果ト
ランジスタであるパス・ゲート・トランジスタにそれぞ
れ接続されている。
[0004] A DRAM array comprises a plurality of memory cells,
It is manufactured by duplicating several million identical memory circuits composed of word lines and bit lines. Bit lines and word lines are arranged orthogonally,
The memory cells are arranged adjacent to the intersection of a word line and a bit line. A conventional DRAM memory cell is a single transistor structure, where the memory cell has a storage capacitor, a first terminal of which is connected to a reference voltage such as V REF and a second terminal of which is typically a field effect transistor. Are connected to the respective pass gate transistors.

【0005】データは各メモリ・セルに記憶コンデンサ
上の電荷レベルとして記憶される。記憶コンデンサにお
いては、時間超過により記憶コンデンサかあるいはパス
・ゲート・トランジスタのいずれか一方から電流が漏れ
てしまう。この時間超過によるリーク電流によって、記
憶コンデンサの電圧レベル、特に高電圧レベルが低下し
てしまう。したがって、メモリ・セルに記憶されたデー
タの崩壊を防ぐために、記憶コンデンサの電圧レベルを
周期的にリフレッシュする必要がある。
Data is stored in each memory cell as a charge level on a storage capacitor. In the storage capacitor, a current leaks from either the storage capacitor or the pass gate transistor due to an excessive time. The leakage current due to the excess of the time lowers the voltage level of the storage capacitor, particularly, the high voltage level. Therefore, the voltage levels on the storage capacitors need to be refreshed periodically to prevent corruption of the data stored in the memory cells.

【0006】従来のDRAMでは一般に、選択されたメ
モリ・セル内の値が論理値1であるか0であるかを感知
する電流センス増幅器が使用される。データを読出すた
めには、センス増幅器は蓄電された電圧と基準電圧との
小さな差動電圧を検出する。センス増幅器はさらに電圧
の差異を最大の論理レベルまで増大させることができ
る。
Conventional DRAMs typically use a current sense amplifier that senses whether the value in a selected memory cell is a logical one or zero. To read data, the sense amplifier detects a small differential voltage between the stored voltage and a reference voltage. The sense amplifier can further increase the voltage difference to a maximum logic level.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】不揮発性メモリが必要
な場合、たいていのデバイスにおいてPROMタイプかある
いはマスクROMタイプが使用される。しかし、これらの
タイプのメモリには最新のDRAMよりも物理的にサイ
ズが大きく、またより高価であるという制限がある。一
般的に、ROMメモリとRAMメモリとの製造方法には
大きな違いがあるので、単一のデバイス上に製造するこ
とは非常に困難である。また別の方法を用いれば、DR
AMメモリ・セルの回路を故意に短絡させ、マスクRO
M機能を持たせ、従来の感知回路を使用したセルの読出
しを可能とする。しかし、これらの方法は製造工程中に
実行されなければならないという制限がある。したがっ
て、揮発性メモリ、およびプログラム可能な不揮発性メ
モリの両機能を発揮できるメモリ・デバイスに対するニ
ーズが存在する。
When a non-volatile memory is required, most devices use a PROM type or a mask ROM type. However, these types of memory have the limitations of being physically larger and more expensive than modern DRAMs. In general, there is a great difference between the manufacturing methods of the ROM memory and the RAM memory, so that it is very difficult to manufacture them on a single device. Using another method, DR
The circuit of the AM memory cell is intentionally shorted and the mask RO
M function is provided to enable cell reading using a conventional sensing circuit. However, there is a limitation that these methods must be performed during the manufacturing process. Accordingly, there is a need for a memory device that can perform both functions of volatile memory and programmable non-volatile memory.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ダイナ
ミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)が揮
発性メモリおよびプログラム可能な不揮発性メモリの機
能を発揮できるメモリ・デバイスが提供される。また、
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRA
M)のプログラミング方法を提供することも本発明の目
的である。さらに、プログラミングされたダイナミック
・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)の制御およ
び読出し方法を提供することもまた本発明の目的であ
る。DRAMが揮発性メモリ、および不揮発性メモリの
機能を実現できることにより、本発明は、小型、低コス
ト、および大記憶容量というDRAMメモリの有する長
所のすべてを取り込むことができる。
According to the present invention, there is provided a memory device in which a dynamic random access memory (DRAM) can perform the functions of a volatile memory and a programmable non-volatile memory. Also,
Dynamic random access memory (DRA)
It is also an object of the present invention to provide a programming method of M). It is a further object of the present invention to provide a method for controlling and reading out a programmed dynamic random access memory (DRAM). Since the DRAM can realize the functions of the volatile memory and the nonvolatile memory, the present invention can capture all the advantages of the DRAM memory such as small size, low cost, and large storage capacity.

【0009】本発明は、メモリ・セルにプログラミング
電圧を印加することによって個々のメモリ・セルをプロ
グラミングし、これによって誘電体層に作用して、容量
記憶特性を変化させるダイナミック・ランダム・アクセ
ス・メモリを開示する。変化した記憶デバイスはその
後、セルがプログラミングされたことを示す永久電流漏
れ特性を有する。製造後にデバイスをプログラミングで
きることは従来のデバイスに優る明確な長所である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a dynamic random access memory in which individual memory cells are programmed by applying a programming voltage to the memory cells, thereby acting on the dielectric layer to change the capacitance storage characteristics. Is disclosed. The changed storage device then has a persistent current leakage characteristic indicating that the cell has been programmed. The ability to program the device after fabrication is a distinct advantage over conventional devices.

【0010】本発明によるデバイスは、すべてのメモリ
・セルを充電し、漏洩セルが放電する時間を与えること
によってプログラミングすべきセルを決定する。プログ
ラミング電圧を印加されたメモリ・セルは、非プログラ
ミング・メモリ・セルよりも大きな割合で電圧が低下す
る。それからデバイスはDRAMデバイスを読出して、
プログラム・データ・シーケンスを決定する。デバイス
は周期的にメモリ・セルをリフレッシュして、所望の蓄
積値を維持する。
[0010] The device according to the present invention charges all memory cells and determines the cells to be programmed by giving the leakage cells time to discharge. Memory cells to which a programming voltage has been applied decrease in voltage at a greater rate than non-programming memory cells. Then the device reads the DRAM device and
Determine the program data sequence. The device periodically refreshes the memory cells to maintain the desired stored value.

【0011】本発明を特徴づけるこれらの、および他の
特徴は、これに付属し、別の部分を構成する特許請求の
範囲において明らかにされる。しかし、本発明、その長
所、およびそれを使用して達成される目的をよりよく理
解するためには、図面、および添付の記述内容を参照さ
れたい。
[0011] These and other features which characterize the invention are set forth in the claims annexed hereto and forming a separate part. However, for a better understanding of the invention, its advantages, and the objects attained with it, refer to the drawings and the accompanying description.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下で説明する本発明は、プログ
ラム可能ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ
(DRAM)の製造、読出し、および制御方法を提供す
る。以下の好適な実施形態の詳細な説明では、本明細書
の一部を構成する添付図面を参照しながら説明する。こ
の添付図面では、本発明の実施可能な特定の好適な実施
形態が図解されている。これらの好適な実施形態は当業
者が本発明を実施できる程度に充分詳細に説明されてお
り、他の実施形態を利用すること、および本発明の精神
および範囲を逸脱することなく論理的な変更を加えるこ
とが可能であることを理解されたい。したがって、以下
の詳細な説明は制限的な意味に解すべきではなく、本発
明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ定義され
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention described below provides a method of manufacturing, reading, and controlling a programmable dynamic random access memory (DRAM). In the following detailed description of the preferred embodiments, reference is made to the accompanying drawings that form a part hereof. The accompanying drawings illustrate certain preferred embodiments in which the invention may be practiced. These preferred embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention, and other embodiments may be utilized and logical changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It should be understood that it is possible to add Therefore, the following detailed description should not be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined only by the appended claims.

【0013】図1は、M行×N列のDRAMメモリ・セ
ル・アレイ130、コントローラ110、行デコーダ1
20、複数のセンス増幅器140、列デコーダ150、
複数の読出し増幅器160、および複数の書込み緩衝器
170から構成されるメモリ100を示す。コントロー
ラ110はクロック発生器、コマンド発生器、行/列ア
ドレス変換器、および電源から構成される。DRAMア
レイ130はM行×N列に配列された複数の同一のメモ
リ・セルからなる。当業者なら周知のように、一般にD
RAMアレイは複数のメモリ・バンクに分割されてい
る。そして各バンクへのアクセスは行デコーダ120お
よび列デコーダ150によって行われる。回路は制御信
号を受信し、CPUなどの外部源からコントローラ11
0までの時間を計る。ここには示されていないが、本発
明の原理は当業者なら周知の多くの種類のデータ操作デ
バイスにも取り入れることができる。
FIG. 1 shows an M row × N column DRAM memory cell array 130, a controller 110, and a row decoder 1.
20, a plurality of sense amplifiers 140, a column decoder 150,
1 shows a memory 100 comprising a plurality of read amplifiers 160 and a plurality of write buffers 170. The controller 110 includes a clock generator, a command generator, a row / column address converter, and a power supply. DRAM array 130 comprises a plurality of identical memory cells arranged in M rows × N columns. As is well known to those skilled in the art, generally D
The RAM array is divided into a plurality of memory banks. Access to each bank is performed by the row decoder 120 and the column decoder 150. The circuit receives the control signal and sends the controller 11 from an external source such as a CPU.
Time to zero. Although not shown here, the principles of the present invention can be incorporated into many types of data manipulation devices known to those skilled in the art.

【0014】図2は、本発明と矛盾しない単一トランジ
スタ構造からなる従来のDRAMメモリ・セル200を
示している。このメモリ・セルは、記憶コンデンサ25
0を有し、その第1ターミナルはVREFなどの基準電
圧に、その第2ターミナルは、通常は電界効果トランジ
スタ240であるパス・ゲート・トランジスタに接続さ
れている。基準電圧VREFは通常、電源電圧VDD
2分の1に指定される。パス・ゲート・トランジスタ2
40は電荷を記憶コンデンサ250へ運び、またコンデ
ンサを読出してその電荷レベルを測定する役目を果た
す。パス・ゲート・トランジスタ240のゲート電極は
ワード線デコード信号210に連結され、ドレイン電極
はビット線230に接続している。一般的にはパス・ゲ
ート・トランジスタ240はNチャネル電界効果トラン
ジスタである。ハイあるいはロー論理レベルを示す電圧
がメモリ・セルの記憶コンデンサ250に蓄積される
と、電圧レベルが選択したワード線210、およびパス
・ゲート・トランジスタ240のゲート電極に供給さ
れ、対応するメモリ・セルが起動する。それから電荷は
パス・ゲート・トランジスタ240を介して、記憶コン
デンサ250とこれに対応するビット線230との間を
移動する。不揮発性メモリ・デバイスの動作および実装
については当業者に周知であるので、ここでは詳細には
説明しない。
FIG. 2 illustrates a conventional DRAM memory cell 200 having a single transistor structure consistent with the present invention. This memory cell comprises a storage capacitor 25
And its first terminal is connected to a reference voltage, such as V REF , and its second terminal is connected to a pass gate transistor, which is typically a field effect transistor 240. The reference voltage V REF is usually specified to be one half of the power supply voltage V DD . Pass gate transistor 2
40 carries charge to the storage capacitor 250 and serves to read the capacitor and measure its charge level. The gate electrode of pass gate transistor 240 is connected to word line decode signal 210 and the drain electrode is connected to bit line 230. Generally, pass gate transistor 240 is an N-channel field effect transistor. When a voltage indicating a high or low logic level is stored in the storage capacitor 250 of the memory cell, the voltage level is supplied to the selected word line 210 and the gate electrode of the pass gate transistor 240, and the corresponding memory cell Starts. The charge then travels between the storage capacitor 250 and the corresponding bit line 230 via the pass gate transistor 240. The operation and implementation of non-volatile memory devices are well known to those skilled in the art and will not be described in detail here.

【0015】本発明は選択したセルをプログラミング電
圧にさらし、セルの漏れ特性を変化させることによっ
て、DRAMセルをプログラミングする方法論を明らか
にする。これにより、DRAMデバイスが同一のデバイ
ス内で揮発性メモリ機能および不揮発性メモリ機能を実
現できる。プログラミング電圧Vは誘電体層に応力を
加えて絶縁破壊し、誘電体層の容量記憶能力を永久的に
減少させるのに十分なぐらい高い電圧である。電圧V
は内部および外部手段などからなる種々のソースから発
生させることができる。Vの正確な値は、誘電体層の
厚さ、タイプなどの要因、および当業者には周知の記憶
コンデンサの構造により決定される。この電圧を最大の
大きさでセルに印加することも、あるいはVの大きさ
まで徐々に電圧を増大させることもできる。例えば、5
0Åの厚さのONO誘電体層に対して、プログラミング
電圧つまりVはおよそ6〜7ボルトである。プログラ
ミング電圧Vを記憶コンデンサの平板電極に一定の時
間印加する。この時間は、誘電体層の厚さおよびタイ
プ、記憶コンデンサの構造、および必要な誘電体層絶縁
破壊の程度によって変えられる。プログラミング電圧が
ある一定の時間あるいは連続する時間印加されることに
注意されたい。この時間も特定のデバイスに印加するプ
ログラミング電圧の値も、プログラミング手順の前の試
験手順によって測定できる。この試験手順により、プロ
グラミング手順は材料やプロセスの差異を考慮に入れ、
単一のデバイス、あるいはデバイス群に対する手順を個
別化できる。また、本発明の別の実施形態によれば、容
量記憶能力を変化させられるDRAMメモリ・セルのプ
ログラミング方法が提供される。したがって、このDR
AMメモリ・デバイスは特定のメモリ・セルの電圧漏れ
特性に従う種々の論理値を記憶できる。
The present invention discloses a methodology for programming DRAM cells by exposing selected cells to a programming voltage and changing the leakage characteristics of the cells. Thereby, the DRAM device can realize the volatile memory function and the nonvolatile memory function in the same device. The programming voltage VP is a voltage high enough to apply stress to the dielectric layer to cause dielectric breakdown and permanently reduce the capacitive storage capability of the dielectric layer. Voltage VP
Can be generated from various sources, including internal and external means. The exact value of V P, the thickness of the dielectric layer, factors such as the type, and the skilled person will be determined by the structure of a known storage capacitor. Also applies the voltage to the cell at the maximum size, or may be gradually increasing voltage to a magnitude of V P. For example, 5
Against ONO dielectric layer having a thickness of 0 Å, the programming voltage, i.e. V P is approximately 6-7 volts. Certain time is applied to the plate electrode of the storage capacitor programming voltage V P. This time depends on the thickness and type of the dielectric layer, the construction of the storage capacitor, and the degree of dielectric layer breakdown required. Note that the programming voltage is applied for a fixed or continuous time. Both this time and the value of the programming voltage applied to a particular device can be measured by a test procedure before the programming procedure. This testing procedure allows the programming procedure to take into account material and process differences,
Procedures can be individualized for a single device or a group of devices. In accordance with another embodiment of the present invention, there is provided a method of programming a DRAM memory cell having a variable storage capacity. Therefore, this DR
AM memory devices can store various logic values according to the voltage leakage characteristics of a particular memory cell.

【0016】プログラミング方法を以下に詳細に説明す
る。図3は本発明によるプログラミング方法を示すタイ
ミング図である。プログラミング電圧を記憶コンデンサ
320の第1ターミナルに印加する。そしてワード線が
ハイになり、ワード線310上のトランジスタが起動す
る。個々のメモリ・セルをその対応するビット線330
を起動させることによってプログラミングし、書込み可
能信号340が起動してプログラミングが可能となる。
ビット線の電圧は通常接地電圧であるが、電圧をプログ
ラミング手順中にビット線に印加できることに注意され
たい。次に別のワード線が選択され、そのワード線上の
メモリ・セルをプログラミングし、以下同様である。
The programming method will be described in detail below. FIG. 3 is a timing diagram illustrating a programming method according to the present invention. A programming voltage is applied to a first terminal of the storage capacitor 320. Then, the word line goes high, and the transistor on the word line 310 is activated. Each memory cell is connected to its corresponding bit line 330
Is activated, and the write enable signal 340 is activated to enable programming.
Note that the voltage on the bit line is typically ground, but a voltage can be applied to the bit line during the programming procedure. Then another word line is selected and the memory cells on that word line are programmed, and so on.

【0017】図4は、本発明の1つの好適な実施形態に
よるプログラム可能DRAMの読出しおよび動作を示
す。ステップ405で回路に電力が供給される。ステッ
プ410で次にプログラミングされたDRAMの記憶場
所が充電される。ステップ415で回路は一定時間待
ち、セルが漏電する。プログラミング電圧が印加されて
いた記憶場所は電流を漏らし、プログラミング電圧が印
加されていなかった記憶場所よりも大きな割合で電力レ
ベルを下げる。ステップ420で記憶場所電圧レベルV
LEVELが測定される。ステップ425で記憶場所電
圧レベルVLEVE が第1の所定電圧範囲(V)と
一致する場合、ステップ430で記憶場所に論理値1が
割当てられる。記憶場所電圧レベルVLEVELが第2
の所定電圧範囲と一致する場合、ステップ435で記憶
場所に論理値0が割当てられる。本発明の実施形態で
は、センス増幅器140が電圧レベル(VLEVEL
を検出し、VLEVELと基準電圧VREFとの比較に
よって論理値1あるいは0を出力できる。ステップ44
0および445は、必要なら記憶場所をリフレッシュす
る。ステップ450で回路はプログラミングされたすべ
ての記憶場所が読出されたかどうかを調べる。もしすべ
てが読出されていた場合、プログラムは記憶場所を周期
的にリフレッシュするステップ455へ進む。もしまだ
読出すべき記憶場所がある場合には、回路はステップ4
10へ戻る。本発明によれば、試験手順により個々のメ
モリ・デバイスがプログラミング、材料、あるいはプロ
セスの差異を考慮するのに必要とするメモリ・セルのド
レナージ時間が測定できることに注意されたい。
FIG. 4 illustrates the reading and operation of a programmable DRAM according to one preferred embodiment of the present invention. At step 405, power is supplied to the circuit. In step 410, the next programmed DRAM storage location is charged. In step 415, the circuit waits for a certain time, and the cell leaks. Storage locations where the programming voltage was applied leak current and lower the power level at a greater rate than storage locations where the programming voltage was not applied. At step 420, the storage location voltage level V
LEVEL is measured. If memory locations voltage level V LEVE L in step 425 matches the first predetermined voltage range (V 1), the logical value 1 is assigned to memory location at step 430. Memory location voltage level V LEVEL is second
, A logical value of 0 is assigned to the storage location in step 435. In the embodiment of the present invention, the sense amplifier 140 is connected to the voltage level (V LEVEL ).
Is detected, and a logical value 1 or 0 can be output by comparing VLEVEL with the reference voltage VREF . Step 44
0 and 445 refresh the storage location if necessary. In step 450, the circuit checks whether all programmed locations have been read. If all have been read, the program proceeds to step 455 to periodically refresh the storage location. If there is still a memory location to be read, the circuit proceeds to step 4
Return to 10. It should be noted that, according to the present invention, the test procedure can determine the drainage time of the memory cells required by an individual memory device to account for programming, material, or process differences.

【0018】また、別の実施形態として、従来技術のD
RAMデバイスと整合する揮発性メモリからなる領域
と、本発明で開示するようにプログラミングされる領域
とを備えたDRAMデバイスの製造が想像出来る。この
ように、同じダイ上にプログラム可能不揮発性メモリと
通常のDRAMとをフレキシブルに混合できるメモリ・
システムは非常に魅力的である。揮発性DRAMと、付
随回路を有する別タイプのメモリ・デバイス、例えばE
PROMを備えた不揮発性DRAMとの混合物もまた、
当業者なら周知のように単一のデバイスに組み入れられ
る。以上で説明した実施形態に、本発明の精神および範
囲から逸脱することなく様々な追加的修正を加えること
は可能である。したがって、本発明は特許請求の範囲に
ある。
In another embodiment, the conventional D
One can imagine the manufacture of a DRAM device with a region of volatile memory that matches the RAM device and a region that is programmed as disclosed in the present invention. Thus, a memory that can flexibly mix programmable non-volatile memory and ordinary DRAM on the same die.
The system is very attractive. Volatile DRAM and another type of memory device with associated circuitry, such as E
Mixtures with non-volatile DRAM with PROM are also
It is incorporated into a single device, as is well known to those skilled in the art. Various additional modifications can be made to the embodiments described above without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention is in the claims.

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

【図1】DRAMおよび付随回路の一般的な構造を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a general structure of a DRAM and associated circuits.

【図2】従来技術によるDRAMメモリ・セルの回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a DRAM memory cell according to the prior art.

【図3】好適な実施形態によるプログラミング方法を示
すタイミング図である。
FIG. 3 is a timing diagram illustrating a programming method according to a preferred embodiment.

【図4】好適な実施形態によるプログラム可能DRAM
の動作方法を示すフローチャートである。
FIG. 4 shows a programmable DRAM according to a preferred embodiment.
5 is a flowchart showing an operation method of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100:メモリ 110:コントローラ 120:行デコーダ 130:DRAMアレイ 140:センス増幅器 150:列デコーダ 160:読出し増幅器 170:書込み緩衝器 200:DRAMメモリ・セル 210:ワード線 230:ビット線 240:パス・ゲート・トランジスタ 250:記憶コンデンサ 310:ワード線 320:記憶コンデンサ 330:ビット線 340:書込み可能信号 100: memory 110: controller 120: row decoder 130: DRAM array 140: sense amplifier 150: column decoder 160: read amplifier 170: write buffer 200: DRAM memory cell 210: word line 230: bit line 240: pass gate -Transistor 250: Storage capacitor 310: Word line 320: Storage capacitor 330: Bit line 340: Writable signal

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プログラミングすべき個々のメモリ・
セルを選択するステップと、 前記メモリ・セルの電圧漏れ特性を変化させるために、
前記メモリ・セルにプログラミング電圧を印加するステ
ップとからなることを特徴とするメモリ・デバイスのプ
ログラミング方法。
An individual memory to be programmed.
Selecting a cell; and changing a voltage leakage characteristic of the memory cell.
Applying a programming voltage to the memory cell.
【請求項2】 請求項1に記載の方法において、 前記メモリ・デバイスがDRAMであることを特徴とす
る方法。
2. The method of claim 1, wherein said memory device is a DRAM.
【請求項3】 請求項1に記載の方法において、 前記プログラミング電圧が、DRAMメモリ・セルの容
量記憶デバイスの誘電体に応力を加えるのに適当な大き
さの電圧であることを特徴とする方法。
3. The method of claim 1, wherein said programming voltage is a voltage of a magnitude suitable to stress a dielectric of a capacitive storage device of a DRAM memory cell. .
【請求項4】 請求項1に記載の方法において、 前記個々のメモリ・セルが記憶コンデンサ、第1ビット
線、第1ワード線、およびトランジスタから構成される
ことを特徴とする方法。
4. The method of claim 1, wherein said individual memory cells comprise a storage capacitor, a first bit line, a first word line, and a transistor.
【請求項5】 請求項1に記載の方法において、 前記プログラミング電圧が電圧を徐々に上げながら印加
されることを特徴とする方法。
5. The method according to claim 1, wherein the programming voltage is applied with increasing voltage.
【請求項6】 DRAMデバイスの読出し方法であっ
て、 メモリ・セルを第1電圧まで充電するステップと、 前記メモリ・セルからの放電を一定時間許容するステッ
プと、 一定時間後電圧レベルを測定し、前記電圧レベルに基づ
いて記憶場所に値を割当てるステップと、 前記メモリ・セルを周期的にリフレッシュするステップ
とからなることを特徴とする方法。
6. A method for reading a DRAM device, the method comprising: charging a memory cell to a first voltage; allowing discharge from the memory cell for a certain time; and measuring a voltage level after a certain time. Assigning a value to a storage location based on the voltage level; and periodically refreshing the memory cell.
【請求項7】 請求項6に記載の方法において、 一定時間後により高い電圧レベルを有するメモリ・セル
には論理値1を割当て、一定時間後により低い電圧レベ
ルを有するメモリ・セルには論理値0を割当てることを
特徴とする方法。
7. The method of claim 6, wherein a memory cell having a higher voltage level after a certain time is assigned a logical value of one, and a memory cell having a lower voltage level after a certain time is a logical value. A method characterized by assigning 0.
【請求項8】 請求項6に記載の方法において、 前記電圧レベルが基準電圧レベルと比較されることを特
徴とする方法。
8. The method of claim 6, wherein said voltage level is compared to a reference voltage level.
【請求項9】 第1の電圧ドレナージ特性を有する少
なくとも1つのメモリ・セルと、 第2の電圧ドレナージ特性を有する少なくとも1つのメ
モリ・セルとを備え、 前記第2電圧ドレナージ特性は容量記憶能力を故意に変
化させることにより得られることを特徴とするプログラ
ム可能なDRAM。
9. A semiconductor device comprising: at least one memory cell having a first voltage drainage characteristic; and at least one memory cell having a second voltage drainage characteristic, wherein the second voltage drainage characteristic has a capacity storage capacity. A programmable DRAM characterized by being obtained by intentional alteration.
【請求項10】 請求項9に記載のプログラム可能DR
AMにおいて、 前記メモリ・セルが記憶コンデンサ、第1ビット線、第
1ワード線、およびトランジスタから構成されることを
特徴とするプログラム可能DRAM。
10. The programmable DR according to claim 9, wherein:
The programmable DRAM of claim 1, wherein the memory cell comprises a storage capacitor, a first bit line, a first word line, and a transistor.
【請求項11】 請求項9に記載のプログラム可能DR
AMにおいて、 前記容量記憶能力の変化は、プログラミング電圧が故意
に印加されることによって発生することを特徴とするプ
ログラム可能DRAM。
11. Programmable DR according to claim 9,
In the AM, the change in the capacity storage capacity is caused by intentionally applying a programming voltage.
【請求項12】 請求項9に記載のプログラム可能DR
AMにおいて、 前記プログラミング電圧が、DRAMメモリ・セルの容
量記憶デバイスの誘電体に応力を加えるのに適当な大き
さの電圧であることを特徴とするプログラム可能DRA
M。
12. The programmable DR according to claim 9, wherein:
In the AM, the programming voltage is a voltage of a suitable magnitude to stress a dielectric of a capacitive storage device of a DRAM memory cell.
M.
【請求項13】 メモリ・デバイスであって、 揮発性DRAMメモリ・セルと、 前記揮発性メモリ・セルにアクセスするための付随回路
と、 ワード線およびビット線、トランジスタ、および記憶コ
ンデンサからなる電気的にプログラム可能な不揮発性D
RAMメモリ・セルと、 前記不揮発性DRAMメモリ・セルをプログラミングす
るための付随回路と、 前記不揮発性DRAMメモリ・セルを読出すための付随
回路と、 前記DRAMメモリ・セルをリフレッシュするための付
随回路からなり、 前記不揮発性DRAMメモリ・セルをプログラミングす
るための付随回路は、前記記憶コンデンサの記憶容量能
力を変化させるためにプログラミング電圧を前記記憶コ
ンデンサに印加することによって、前記メモリ・セルを
プログラミングし、 前記不揮発性DRAMメモリ・セルを読出すための付随
回路は、前記メモリ・セルを一定の電圧まで充電し、所
定の時間待機し、前記記憶コンデンサの電圧レベルを検
出し、前記記憶コンデンサの電圧レベルに基づいた値を
前記メモリ・セルに割当てることを特徴とするメモリ・
デバイス。
13. A memory device, comprising: a volatile DRAM memory cell; an associated circuit for accessing said volatile memory cell; and an electrical device comprising a word line and a bit line, a transistor, and a storage capacitor. Programmable nonvolatile D
RAM memory cell, associated circuit for programming the nonvolatile DRAM memory cell, associated circuit for reading the nonvolatile DRAM memory cell, and associated circuit for refreshing the DRAM memory cell An adjunct circuit for programming the non-volatile DRAM memory cell programs the memory cell by applying a programming voltage to the storage capacitor to change the storage capacity of the storage capacitor. An associated circuit for reading the non-volatile DRAM memory cell charges the memory cell to a certain voltage, waits for a predetermined time, detects the voltage level of the storage capacitor, Assigning a level-based value to said memory cells. Memory characterized by
device.
【請求項14】 請求項13に記載のメモリ・デバイス
において、 前記記憶コンデンサの電圧レベルを検出するためのセン
ス増幅器をさらに備えることを特徴とするメモリ・デバ
イス。
14. The memory device according to claim 13, further comprising a sense amplifier for detecting a voltage level of the storage capacitor.
【請求項15】 請求項14に記載のメモリ・デバイス
において、 前記センス増幅器は、メモリ・セルに前記電圧レベルに
基づいた値を割当てるための基準電圧をさらに備えるこ
とを特徴とするメモリ・デバイス。
15. The memory device of claim 14, wherein the sense amplifier further comprises a reference voltage for assigning a value based on the voltage level to a memory cell.
【請求項16】 請求項13に記載のメモリ・デバイス
において、 前記メモリ・デバイスはまた、マスクROMメモリ・セ
ルおよび付随回路から構成されることを特徴とするメモ
リ・デバイス。
16. The memory device according to claim 13, wherein said memory device further comprises a mask ROM memory cell and associated circuits.
【請求項17】 請求項13に記載のメモリ・デバイス
において、 前記メモリ・デバイスはまた、EPROMメモリ・セル
および付随回路から構成されることを特徴とするメモリ
・デバイス。
17. The memory device according to claim 13, wherein said memory device further comprises an EPROM memory cell and associated circuits.
【請求項18】 メモリ・デバイスであって、 ワード線およびビット線、トランジスタ、および記憶コ
ンデンサからなる少なくとも1つの電気的にプログラム
可能な不揮発性DRAMメモリ・セルと、 前記DRAMメモリ・セルをプログラミングするための
付随回路と、 前記DRAMメモリ・セルを読出すための付随回路とか
らなり、 前記DRAMメモリ・セルをプログラミングするための
付随回路は、前記記憶コンデンサの記憶容量能力を変化
させるためにプログラミング電圧を前記記憶コンデンサ
に印加することによって、前記メモリ・セルをプログラ
ミングし、 前記DRAMメモリ・セルを読出すための付随回路は、
前記メモリ・セルを一定の電圧まで充電し、所定の時間
待機し、前記記憶コンデンサの電圧レベルを検出し、前
記記憶コンデンサの電圧レベルに基づいた値を前記メモ
リ・セルに割当てることを特徴とするメモリ・デバイ
ス。
18. A memory device, comprising: at least one electrically programmable non-volatile DRAM memory cell comprising word and bit lines, a transistor, and a storage capacitor; and programming the DRAM memory cell. And an auxiliary circuit for reading the DRAM memory cell, wherein the auxiliary circuit for programming the DRAM memory cell includes a programming voltage for changing a storage capacity of the storage capacitor. By applying the following to the storage capacitor to program the memory cell and read out the DRAM memory cell:
Charging the memory cell to a certain voltage, waiting for a predetermined time, detecting a voltage level of the storage capacitor, and assigning a value based on the voltage level of the storage capacitor to the memory cell. Memory device.
【請求項19】 請求項18に記載のメモリ・デバイス
において、 前記メモリ・デバイスはまた、揮発性DRAMメモリ・
セルおよび付随回路から構成されることを特徴とするメ
モリ・デバイス。
19. The memory device according to claim 18, wherein said memory device is also a volatile DRAM memory device.
A memory device comprising a cell and an associated circuit.
【請求項20】 請求項18に記載のメモリ・デバイス
において、 前記記憶コンデンサの電圧レベルを検出するためのセン
ス増幅器をさらに備えることを特徴とするメモリ・デバ
イス。
20. The memory device according to claim 18, further comprising a sense amplifier for detecting a voltage level of the storage capacitor.
【請求項21】 請求項20に記載のメモリ・デバイス
において、 前記センス増幅器は、メモリ・セルに前記電圧レベルに
基づいた値を割当てるための基準電圧をさらに備えるこ
とを特徴とするメモリ・デバイス。
21. The memory device of claim 20, wherein the sense amplifier further comprises a reference voltage for assigning a value based on the voltage level to a memory cell.
【請求項22】 請求項18に記載のメモリ・デバイス
において、 前記メモリ・デバイスはまた、マスクROMメモリ・セ
ルおよび付随回路から構成されることを特徴とするメモ
リ・デバイス。
22. The memory device according to claim 18, wherein said memory device further comprises a mask ROM memory cell and associated circuits.
【請求項23】 請求項18に記載のメモリ・デバイス
において、 前記メモリ・デバイスはまた、EPROMメモリ・セル
および付随回路から構成されることを特徴とするメモリ
・デバイス。
23. The memory device according to claim 18, wherein said memory device also comprises EPROM memory cells and associated circuitry.
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