JP2003297074A - Ferroelectric memory device - Google Patents

Ferroelectric memory device

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JP2003297074A
JP2003297074A JP2002099059A JP2002099059A JP2003297074A JP 2003297074 A JP2003297074 A JP 2003297074A JP 2002099059 A JP2002099059 A JP 2002099059A JP 2002099059 A JP2002099059 A JP 2002099059A JP 2003297074 A JP2003297074 A JP 2003297074A
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JP
Japan
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cell
sense amplifier
amplifier circuit
ferroelectric
transistor
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Pending
Application number
JP2002099059A
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Japanese (ja)
Inventor
Daizaburo Takashima
大三郎 高島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferroelectric memory device in which area of a sense amplifier circuit region can be reduced without increasing the number of metal wiring layers. <P>SOLUTION: A sense amplifier circuit 3 is arranged between two cell arrays 1, 2 in which ferroelectric memory cells are arranged, and two cell arrays 1, 2 share the sense amplifier circuit 3. Column gates 6, 7 and column decoders 8, 9 are arranged at both end parts on an opposite side to the sense amplifier circuit 3 of the cell arrays 1, 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】この発明は、強誘電体キャパ
シタを用いてデータを不揮発に記憶する強誘電体メモリ
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric memory device for storing data in a nonvolatile manner using a ferroelectric capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電体メモリは、強誘電体キャパシタ
の残留分極の大きさによって二値データを不揮発に記憶
する。従来の強誘電体メモリのメモリセルは一般に、D
RAMと同様に強誘電体キャパシタとトランジスタを直
列接続して構成される。しかしDRAMと異なり、強誘
電体メモリでは残留分極量でデータを保持するため、信
号電荷をビット線に読み出すには、プレート線を駆動す
ることが必要になる。このため、従来型の強誘電体メモ
リでは、プレート線駆動回路が大きな面積を必要とす
る。
2. Description of the Related Art A ferroelectric memory stores binary data in a nonvolatile manner according to the magnitude of remanent polarization of a ferroelectric capacitor. A memory cell of a conventional ferroelectric memory is generally D
Like a RAM, it is configured by connecting a ferroelectric capacitor and a transistor in series. However, unlike the DRAM, the ferroelectric memory retains data by the amount of remanent polarization, so that it is necessary to drive the plate line to read the signal charge to the bit line. Therefore, in the conventional ferroelectric memory, the plate line driving circuit requires a large area.

【0003】これに対して、プレート線駆動回路の面積
を小さくできる強誘電体メモリのセルアレイ方式が高島
等によって提案されている。これは、セルトランジスタ
(T)のソース、ドレインに強誘電体キャパシタ(C)
の両端をそれぞれ接続してユニットセルを構成し、この
ユニットセルを複数個直列接続してセルブロックを構成
するものである(D.Takashima et al.,"High-density c
hain feroelectric random memory (CFRAM)" in Proc.
VSLI Symp. June 1997,pp.83-84)。このTC並列ユニ
ット直列接続型強誘電体メモリでは、例えば8個のユニ
ットセルでプレート線駆動回路を共有できるため、セル
アレイを高集積化することができる。
On the other hand, Takashima et al. Have proposed a cell array system of a ferroelectric memory capable of reducing the area of the plate line driving circuit. This is a ferroelectric capacitor (C) at the source and drain of the cell transistor (T).
Both ends of each are connected to form a unit cell, and a plurality of these unit cells are connected in series to form a cell block (D. Takashima et al., "High-density c
hain feroelectric random memory (CFRAM) "in Proc.
VSLI Symp. June 1997, pp.83-84). In this TC parallel unit serial connection type ferroelectric memory, since the plate line drive circuit can be shared by, for example, eight unit cells, the cell array can be highly integrated.

【0004】強誘電体メモリのデータは、例えば正の残
留分極の状態をデータ“1”、負の残留分極の状態をデ
ータ“0”とする。このときデータ読み出しの原理は、
次のようになる。“1”データの読み出しは、プレート
線から強誘電体キャパシタに電圧を印加して、分極を反
転させる破壊読み出しとなる。“1”データ読み出し
後、プレート線を低レベルに戻すと、センスアンプで増
幅された電圧により強誘電体キャパシタには逆電圧がか
かり、再度分極反転して“1”データが再書き込みされ
る。“0”データ読み出しは、分極反転しない非破壊読
み出しであって、読み出し後も強誘電体キャパシタには
電圧がかからず、そのまま“0”が再書き込みされる。
In the data of the ferroelectric memory, for example, the positive remanent polarization state is data "1" and the negative remanent polarization state is data "0". At this time, the principle of data reading is
It looks like this: The reading of "1" data is a destructive reading in which a voltage is applied from the plate line to the ferroelectric capacitor to invert the polarization. When the plate line is returned to the low level after reading "1" data, a reverse voltage is applied to the ferroelectric capacitor by the voltage amplified by the sense amplifier, and polarization is inverted again to rewrite "1" data. The “0” data read is a non-destructive read without polarization inversion, and no voltage is applied to the ferroelectric capacitor even after the read, and “0” is rewritten as it is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】強誘電体メモリでは、
センスアンプには例えばDRAMと同様のフリップフロ
ップ型センスアンプが用いられる。但し、DRAMの場
合センスアンプ活性化用トランジスタが、セルアレイの
外に配置されて複数のセンスアンプで共有されるのに対
し、強誘電体メモリの場合には、各センスアンプ毎に活
性化トランジスタを配置する方式が採られる。これは、
強誘電体キャパシタへの書き込みのためにDRAMにお
けるより高い駆動能力が要求されるためである。またセ
ルアレイ方式によっては、ビット線対の一方に参照電圧
を与えるための参照電圧発生回路が必要であり、これも
センスアンプ回路領域に配置しなければならない。この
ため、センスアンプ回路領域の面積が通常のDRAMよ
り大きいものとなる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In a ferroelectric memory,
As the sense amplifier, for example, a flip-flop type sense amplifier similar to DRAM is used. However, in the case of a DRAM, the sense amplifier activation transistor is arranged outside the cell array and shared by a plurality of sense amplifiers, whereas in the case of a ferroelectric memory, an activation transistor is provided for each sense amplifier. The arrangement method is adopted. this is,
This is because a higher drivability in the DRAM is required for writing to the ferroelectric capacitor. Further, depending on the cell array system, a reference voltage generating circuit for applying a reference voltage to one of the bit line pairs is required, which must also be arranged in the sense amplifier circuit area. Therefore, the area of the sense amplifier circuit area is larger than that of a normal DRAM.

【0006】これに対して、二つのセルアレイがセンス
アンプ回路を共有する方式を採用することは、チップ面
積の有効利用にとって好ましい。しかし、共有センスア
ンプ方式を用いたとしても、別の問題が残る。複数のセ
ルアレイの配列の一端側にカラムデコーダを配置した場
合、複数のセルアレイ領域を横切ってカラム選択線を配
設する必要があり、例えば3層以上のメタル配線を形成
しなければならない。しかし、強誘電体キャパシタを形
成した後に、層間絶縁膜堆積とメタル配線形成を多数回
繰り返すと、強誘電体キャパシタは大きな熱ダメージを
受けて、十分な残留分極が得られなくなる。信頼性の観
点からは、この様なメタル配線の層数をできるだけ減ら
すことが望まれる。
On the other hand, it is preferable to effectively use the chip area that the two cell arrays share the sense amplifier circuit. However, even if the shared sense amplifier system is used, another problem remains. When the column decoder is arranged on one end side of the array of the plurality of cell arrays, it is necessary to arrange the column selection line across the plurality of cell array regions, and for example, metal wiring of three layers or more must be formed. However, if the interlayer insulating film deposition and the metal wiring formation are repeated a large number of times after forming the ferroelectric capacitor, the ferroelectric capacitor suffers large thermal damage and cannot obtain sufficient residual polarization. From the viewpoint of reliability, it is desirable to reduce the number of layers of such metal wiring as much as possible.

【0007】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、メタル配線層数を増やすことなくセンスアンプ
回路領域の面積削減を可能とした強誘電体メモリ装置を
提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a ferroelectric memory device capable of reducing the area of the sense amplifier circuit region without increasing the number of metal wiring layers. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る強誘電体
メモリ装置は、ワード線とビット線が互いに交差して配
設され、その交差部に、ワード線により駆動されるトラ
ンジスタ及びこのトランジスタを介して一端がビット線
に他端がプレート線に接続される強誘電体キャパシタか
らなるメモリセルが配置された第1及び第2のセルアレ
イと、これら第1及び第2のセルアレイの間に配置され
第1及び第2のセルアレイで共有されて、選択されたメ
モリセルのデータを検知増幅するセンスアンプ回路と、
前記第1及び第2のセルアレイの前記センスアンプ回路
と反対側の端部にそれぞれ配置されたビット線を選択す
るためのカラムデコーダと、を有することを特徴とす
る。
In a ferroelectric memory device according to the present invention, a word line and a bit line are arranged so as to intersect with each other, and a transistor driven by the word line and this transistor are provided at the intersection. A first and a second cell array in which memory cells made of a ferroelectric capacitor, one end of which is connected to the bit line and the other end of which are connected to the plate line, are arranged, and between the first and second cell arrays. A sense amplifier circuit which is shared by the first and second cell arrays and detects and amplifies data of a selected memory cell;
Column decoders for selecting bit lines respectively arranged at ends of the first and second cell arrays opposite to the sense amplifier circuit.

【0009】この発明によると、センスアンプ回路を二
つのセルアレイで共有し且つ、これらのセルアレイのそ
れぞれセンスアンプ回路と反対側にカラムデコーダを配
置することにより、カラム選択線をセルアレイを横切っ
て配設することなく、またセンスアンプ回路面積を削減
することができる。
According to the present invention, the sense amplifier circuit is shared by the two cell arrays, and the column decoder is arranged on the side opposite to the sense amplifier circuit of each of these cell arrays, whereby the column selection line is arranged across the cell array. Without doing so, the area of the sense amplifier circuit can be reduced.

【0010】この発明が適用される好ましいメモリセル
アレイは、トランジスタのソース、ドレインに強誘電体
キャパシタの両端を接続してメモリセルが構成され、複
数のワード線により駆動されるメモリセルを直列接続し
てセルブロックが構成される。そして、ワード線方向に
隣接する2つのセルブロックの一端がそれぞれ異なるプ
レート線に接続され、他端がそれぞれブロック選択トラ
ンジスタを介して対をなすビット線に接続される。
In a preferred memory cell array to which the present invention is applied, memory cells are formed by connecting both ends of a ferroelectric capacitor to the source and drain of a transistor, and memory cells driven by a plurality of word lines are connected in series. Form a cell block. Then, one ends of two cell blocks adjacent to each other in the word line direction are connected to different plate lines, and the other ends are connected to a pair of bit lines via block selection transistors.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。図1は、この発明が適用され
る強誘電体メモリのセルアレイ構成を示している。この
実施の形態では、二つのセルアレイ1,2が、その間に
配置されたセンスアンプ回路3を共有している。セルア
レイ1,2の対をなすビット線BL,BBL(BL0,
BBL0,BL1,BBL1,…)は、折り返しビット
線構成となっており、それぞれ選択ゲート4,5を介し
てセンスアンプ回路3のセンスノードに接続される。選
択ゲート4,5は、選択信号PT0,PT2により制御
されて、センスアンプ回路3はセルアレイ1,2のいず
れか一方のみに接続されることになる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cell array configuration of a ferroelectric memory to which the present invention is applied. In this embodiment, the two cell arrays 1 and 2 share the sense amplifier circuit 3 arranged between them. Bit lines BL, BBL (BL0, BL0,
BBL0, BL1, BBL1, ...) have a folded bit line structure and are connected to the sense node of the sense amplifier circuit 3 through the select gates 4 and 5, respectively. The selection gates 4 and 5 are controlled by the selection signals PT0 and PT2, and the sense amplifier circuit 3 is connected to only one of the cell arrays 1 and 2.

【0012】セルアレイ1,2は、この実施の形態の場
合、図2に示すように構成されている。ユニットセル
(メモリセル)MCは、強誘電体キャパシタCとセルト
ランジスタTの並列接続により構成され、この様なユニ
ットセルMCが図の例では8個直列接続されて、セルブ
ロックMCB(MCB0,MCB1,…)が構成され
る。このようなセルアレイ構成を、TC並列ユニット直
列接続型という。
In the case of this embodiment, the cell arrays 1 and 2 are constructed as shown in FIG. A unit cell (memory cell) MC is composed of a ferroelectric capacitor C and a cell transistor T connected in parallel. In the example of the figure, eight such unit cells MC are connected in series to form a cell block MCB (MCB0, MCB1). , ...) are configured. Such a cell array configuration is called a TC parallel unit series connection type.

【0013】セルブロックMCBの各一端N1は、ブロ
ック選択トランジスタQ10,Q11を介してそれぞれ
ビット線BL,BBLに接続され、各他端N2はそれぞ
れプレート線PL,BPLに接続される。各セルブロッ
クMCBのセルトランジスタのゲートは、ワード線WL
(WL0〜WL7)に接続される。
One end N1 of the cell block MCB is connected to the bit lines BL and BBL via block selection transistors Q10 and Q11, respectively, and the other end N2 is connected to the plate lines PL and BPL, respectively. The gate of the cell transistor of each cell block MCB is the word line WL.
(WL0 to WL7).

【0014】各セルアレイ1,2のビット線BL,BB
Lのセンスアンプ回路3と反対側の端部は、カラムゲー
ト6,7を介して、ワード線WLと平行に配設されたデ
ータ線DQ,BDQ(DQ0,BDQ0,DQ1,BD
Q1,…)に接続されている。そしてデータ線DQ,B
DQの外側にそれぞれ、カラムゲート6,7を選択駆動
するカラムデコーダ(CD)8,9が配置されている。
従って、カラムゲート6,7のゲートを駆動するカラム
選択線CSL(CSL00,CSL01,…,CSL1
0,CSL11,…)は、セルアレイ1,2の領域の外
に配置される。
Bit lines BL and BB of each cell array 1 and 2
An end portion of L opposite to the sense amplifier circuit 3 is provided with data lines DQ and BDQ (DQ0, BDQ0, DQ1, BD) arranged in parallel with the word line WL via the column gates 6 and 7.
Q1, ...). And the data lines DQ, B
Column decoders (CD) 8 and 9 for selectively driving the column gates 6 and 7 are arranged outside the DQ.
Therefore, the column select line CSL (CSL00, CSL01, ..., CSL1) for driving the gates of the column gates 6 and 7 is used.
0, CSL11, ...) Are arranged outside the regions of the cell arrays 1 and 2.

【0015】図3は、センスアンプ回路3の具体的な構
成を示している。センスアンプ本体31は、ドレインが
それぞれセンスノードBLSA,BBLSAに接続さ
れ、ゲートがそれぞれセンスノードBBLSA,BLS
Aに接続されたPMOSトランジスタQP1,QP2か
らなるフリップフロップと、同様にドレインがそれぞれ
センスノードBLSA,BBLSAに接続され、ゲート
がそれぞれセンスノードBBLSA,BLSAに接続さ
れたNMOSトランジスタQN1,QN2からなるフリ
ップフロップとにより構成されている。PMOSトラン
ジスタQP1,QP2の共通ソースは、活性化用PMO
SトランジスタQP3を介して電源Vaaに接続され、
NMOSトランジスタQN1,QN2の共通ソースは、
活性化用NMOSトランジスタQN3を介して接地電位
Vssに接続されている。
FIG. 3 shows a specific structure of the sense amplifier circuit 3. In the sense amplifier body 31, the drains are connected to the sense nodes BLSA and BBLSA, respectively, and the gates are respectively connected to the sense nodes BBLSA and BLS.
A flip-flop composed of PMOS transistors QP1 and QP2 connected to A, and a flip-flop composed of NMOS transistors QN1 and QN2 whose drains are respectively connected to sense nodes BLSA and BBLSA and whose gates are connected to sense nodes BBLSA and BLSA, respectively. It is composed of The common source of the PMOS transistors QP1 and QP2 is the activation PMO.
Connected to the power supply Vaa via the S transistor QP3,
The common source of the NMOS transistors QN1 and QN2 is
It is connected to the ground potential Vss through the activation NMOS transistor QN3.

【0016】センスノードBLSA,BBLSAの間に
はまた、ビット線イコライズ回路32が形成されてい
る。イコライズ回路32は、センスノードBLSA,B
BLSAをVssに接続するためのNMOSトランジス
タQN4,QN5と、センスノードBLSA,BBLS
Aを短絡するためのNMOSトランジスタQN6を有す
る。これらのトランジスタのゲートは、イコライズ制御
線EQLにより制御されて、センスノードBLSA,B
BLSA、従ってこれらのセンスノードBLSA,BB
LSAに接続されるビット線BL,BBLを、アクティ
ブ動作に先立ってVssにプリチャージ/イコライズす
る。
A bit line equalize circuit 32 is also formed between the sense nodes BLSA and BBLSA. The equalize circuit 32 includes sense nodes BLSA, B
NMOS transistors QN4 and QN5 for connecting BLSA to Vss and sense nodes BLSA and BBLS
It has an NMOS transistor QN6 for shorting A. The gates of these transistors are controlled by the equalize control line EQL, and the sense nodes BLSA and BSA are controlled.
BLSA and therefore these sense nodes BLSA, BB
The bit lines BL and BBL connected to LSA are precharged / equalized to Vss prior to the active operation.

【0017】また、センスアンプ回路3内には、ビット
線BL,BBLの一方に信号電圧が読み出されたとき
に、他方に参照電圧を与えるための参照電圧発生回路3
3が設けられている。この例では参照電圧発生回路33
は、一端が駆動線DPLにより駆動されるキャパシタC
rを用いて構成される。キャパシタCrの他端は、スタ
ンバイ時はリセット用NMOSトランジスタQN9を介
してVssに接続され、アクティブ時にはNMOSトラ
ンジスタQN7,QN8により選択的にビット線BL,
BBLに接続される。
Further, in the sense amplifier circuit 3, when a signal voltage is read out to one of the bit lines BL and BBL, a reference voltage generating circuit 3 for giving a reference voltage to the other one.
3 is provided. In this example, the reference voltage generation circuit 33
Is a capacitor C whose one end is driven by the drive line DPL.
It is constructed using r. The other end of the capacitor Cr is connected to Vss via the reset NMOS transistor QN9 during standby, and selectively activated by the NMOS transistors QN7 and QN8 during activation.
Connected to BBL.

【0018】これにより、データ読み出し時、例えば一
方のビット線BLにデータが読み出される時には、他方
のビット線BBLに対してキャパシタCrのノードを接
続する。そして、駆動線DPLに与えられる電圧をキャ
パシタCrにより容量カップリングさせることにより、
ビット線BBLに参照電圧Vrefが与えられる。参照
電圧Vrefを、データ“0”,“1”の読み出し電圧
の中間に設定することにより、センスアンプ本体31で
データ判別できることになる。
Thus, when data is read, for example, when data is read to one bit line BL, the node of the capacitor Cr is connected to the other bit line BBL. Then, by capacitively coupling the voltage applied to the drive line DPL with the capacitor Cr,
Reference voltage Vref is applied to bit line BBL. By setting the reference voltage Vref to the middle of the read voltages of the data “0” and “1”, the sense amplifier main body 31 can determine the data.

【0019】この実施の形態の強誘電体メモリの動作を
説明する。図4は、強誘電体メモリの動作タイミング図
である。ユニットセルMCは、強誘電体キャパシタの残
留分極が正の状態をデータ“1”、残留分極が負の状態
をデータ“0”として記憶するものとする。スタンバイ
時、全てのワード線WLは“H”、ブロック選択信号B
S0,BS1は“L”、ビット線BL,BBL及びプレ
ート線PL,BPLは低レベルVSSに保たれる。この
とき、強誘電体キャパシタCはオン状態のセルトランジ
スタTにより端子間が短絡されており、データを保持す
る。
The operation of the ferroelectric memory of this embodiment will be described. FIG. 4 is an operation timing chart of the ferroelectric memory. The unit cell MC stores the positive remanent polarization state of the ferroelectric capacitor as data “1” and the negative remanent polarization state as data “0”. During standby, all word lines WL are "H", block selection signal B
S0 and BS1 are kept at "L", and the bit lines BL and BBL and the plate lines PL and BPL are kept at the low level VSS. At this time, the ferroelectric capacitor C has its terminals short-circuited by the cell transistor T in the ON state, and holds the data.

【0020】アクティブ動作に入り、ロウアドレスによ
り例えばセルアレイ1側のワード線WL6が選択された
とする。このとき、セルアレイ1をセンスアンプ回路3
に接続するための選択線PT0が“H”になり、同時に
ワード線WL6が“L”になる。その後、ビット線B
L,BBLのうち、BL側のユニットセルを選択する場
合には、ブロック選択信号BS0を“H”、プレート線
PLを低レベルVss(接地電圧)から高レベルVaa
(正電圧)に上げる(時刻t0)。これにより、選択さ
れたユニットセルMCの強誘電体キャパシタCに電圧が
印加され、データ“0”,“1”に応じて信号電圧がビ
ット線BLに読み出される。
It is assumed that the active operation is started and the word line WL6 on the cell array 1 side is selected by the row address. At this time, the cell array 1 is connected to the sense amplifier circuit 3
The select line PT0 for connecting to the line becomes "H", and at the same time, the word line WL6 becomes "L". Then bit line B
When selecting the BL-side unit cell of L and BBL, the block selection signal BS0 is set to “H” and the plate line PL is set from the low level Vss (ground voltage) to the high level Vaa.
(Positive voltage) (time t0). As a result, the voltage is applied to the ferroelectric capacitor C of the selected unit cell MC, and the signal voltage is read to the bit line BL according to the data “0” and “1”.

【0021】ビット線BLに読み出された信号電圧は、
対をなすビット線BBLに与えた参照電圧Vrefとの
比較により検出される。即ち、時刻t1でセンタアンプ
活性化信号NSAE=“H”,PSAE=“L”とする
ことにより、センスアンプSAによって、ビット線BL
は、データ“1”の場合、Vaaに、データ“0”の場
合にはVssになる。読み出しモードでは、センスアン
プデータは、カラムゲート6により選択されてデータ線
DQ,BDQを介し、データバッファに転送される。そ
の後、時刻t2でプレート線PLをVssに戻すことに
より、センスアンプSAに読み出されたデータはそのま
ま再書き込みされる。この後、ブロック選択トランジス
タをオフにした後、センスアンプSAを非活性化し、選
択ワード線WL6をVaaに戻す。書き込みモードの場
合は、選択されたカラムではセンスアンプSAに外部か
ら供給されたデータが転送され、そのデータが書き込ま
れる。読み出しモード、書き込みモード共に、非選択カ
ラムでは、ユニットセルから読み出されたデータがその
まま再書き込みされる。
The signal voltage read to the bit line BL is
It is detected by comparison with the reference voltage Vref applied to the paired bit lines BBL. That is, by setting the center amplifier activation signal NSAE = "H" and PSAE = "L" at time t1, the sense amplifier SA causes the bit line BL to be changed.
Becomes Vaa when the data is "1" and Vss when the data is "0". In the read mode, the sense amplifier data is selected by the column gate 6 and transferred to the data buffer via the data lines DQ and BDQ. After that, by returning the plate line PL to Vss at time t2, the data read to the sense amplifier SA is rewritten as it is. Then, after turning off the block selection transistor, the sense amplifier SA is deactivated and the selected word line WL6 is returned to Vaa. In the write mode, externally supplied data is transferred to the sense amplifier SA in the selected column and the data is written. In both the read mode and the write mode, the data read from the unit cell is rewritten as it is in the non-selected column.

【0022】この実施の形態によると、共有センスアン
プ方式を採用して、カラムデコーダを、センスアンプ回
路を挟んだセルアレイ1,2の両側に配置している。従
って図1から明らかなように、カラム選択線CSLは、
セルアレイ1,2の領域を横切って配設する必要がな
く、例えばカラムゲート6,7のトランジスタのゲート
と同じ多結晶シリコン膜でゲートと連続して形成するこ
ともできる。この場合、セルアレイ上に配置する必要が
あるメタル配線としては、ビット線BL,BBLのみと
なる。データ線DQ,BDQはセルアレイ1,2の外に
ビット線BL,BBLと同じメタル配線で形成すること
ができる。カラム選択線CSLとしてメタル配線を用い
るとしても、トータルのメタル配線層数は2で済む。従
って、強誘電体キャパシタを形成した後のメタル配線工
程が最小限となり、強誘電体メモリの熱ダメージを抑え
ることができる。
According to this embodiment, the shared sense amplifier system is adopted and the column decoders are arranged on both sides of the cell arrays 1 and 2 with the sense amplifier circuit sandwiched therebetween. Therefore, as is apparent from FIG. 1, the column selection line CSL is
It is not necessary to dispose across the regions of the cell arrays 1 and 2, and for example, the same polycrystalline silicon film as the gates of the transistors of the column gates 6 and 7 can be formed continuously with the gates. In this case, only the bit lines BL and BBL need to be arranged on the cell array. The data lines DQ and BDQ can be formed outside the cell arrays 1 and 2 with the same metal wiring as the bit lines BL and BBL. Even if a metal wiring is used as the column selection line CSL, the total number of metal wiring layers is two. Therefore, the metal wiring process after forming the ferroelectric capacitor is minimized, and the thermal damage to the ferroelectric memory can be suppressed.

【0023】また。センスアンプ回路3は、図3に示す
ように、センスアンプ活性化用トランジスタを各ビット
線対BL,BBLの間に配置する必要があること、更に
参照電圧発生回路33を必要とすること、等の理由で通
常のDRAMに比べて面積が大きい。この実施の形態で
は、二つのセルアレイでセンスアンプ回路を共有するか
ら、チップ面積の有効利用が可能になる。
Also. As shown in FIG. 3, the sense amplifier circuit 3 requires that a sense amplifier activating transistor be arranged between each pair of bit lines BL and BBL, and that a reference voltage generation circuit 33 is further required. Therefore, the area is larger than that of a normal DRAM. In this embodiment, since the sense amplifier circuit is shared by the two cell arrays, the chip area can be effectively used.

【0024】この発明は上記実施の形態に限られない。
上記実施の形態では、TC並列ユニット直列接続型のセ
ルアレイ構成を説明したが、通常のDRAMと同様に1
トランジスタと1キャパシタによりメモリセルを構成す
る1T/1Cセル構成、或いは、ビット線BL,BBL
に同じワード線で駆動される二つのメモリセルを配置し
て、一方を参照セルとして動作させる2T/2Cセル構
成の場合にも、同様にこの発明を適用することが可能で
ある。
The present invention is not limited to the above embodiment.
Although the TC parallel unit serial connection type cell array configuration has been described in the above-mentioned embodiment, it is similar to the ordinary DRAM.
1T / 1C cell configuration in which a memory cell is configured by a transistor and one capacitor, or bit lines BL and BBL
The present invention can be similarly applied to the case of a 2T / 2C cell configuration in which two memory cells driven by the same word line are arranged in one and one of them operates as a reference cell.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、セ
ンスアンプ回路を二つのセルアレイで共有することによ
り、センスアンプ回路面積を削減して、強誘電体メモリ
チップ面積の有効利用を図ることができる。
As described above, according to the present invention, the sense amplifier circuit is shared by the two cell arrays to reduce the sense amplifier circuit area and effectively utilize the ferroelectric memory chip area. You can

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

【図1】この発明が適用される強誘電体メモリの構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a ferroelectric memory to which the present invention is applied.

【図2】同強誘電体メモリのセルアレイの具体的な構成
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of a cell array of the same ferroelectric memory.

【図3】同強誘電体メモリのセンスアンプ回路の具体構
成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of a sense amplifier circuit of the same ferroelectric memory.

【図4】同強誘電体メモリの動作タイミング図である。FIG. 4 is an operation timing chart of the ferroelectric memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2…セルアレイ、3…センスアンプ回路、4,5…
選択ゲート、6,7…カラムゲート、8,9…カラムデ
コーダ、31…センスアンプ本体、32…イコライズ回
路、33…参照電圧発生回路、MCB…セルブロック、
T…セルトランジスタ、C…強誘電体キャパシタ、MC
…ユニットセル(メモリセル)、BL,BBL…ビット
線、PL,BPL…プレート線、WL…ワード線、D
Q,BDQ…データ線、CSL…カラム選択線。
1, 2 ... Cell array, 3 ... Sense amplifier circuit, 4, 5 ...
Select gates, 6, 7 ... Column gates, 8, 9 ... Column decoders, 31 ... Sense amplifier main body, 32 ... Equalize circuit, 33 ... Reference voltage generating circuit, MCB ... Cell block,
T ... Cell transistor, C ... Ferroelectric capacitor, MC
... Unit cells (memory cells), BL, BBL ... Bit lines, PL, BPL ... Plate lines, WL ... Word lines, D
Q, BDQ ... Data line, CSL ... Column selection line.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ワード線とビット線が互いに交差して配
設され、その交差部に、ワード線により駆動されるトラ
ンジスタ及びこのトランジスタを介して一端がビット線
に他端がプレート線に接続される強誘電体キャパシタか
らなるメモリセルが配置された第1及び第2のセルアレ
イと、 これら第1及び第2のセルアレイの間に配置され第1及
び第2のセルアレイで共有されて、選択されたメモリセ
ルのデータを検知増幅するセンスアンプ回路と、 前記第1及び第2のセルアレイの前記センスアンプ回路
と反対側の端部にそれぞれ配置されたカラムデコーダ
と、を有することを特徴とする強誘電体メモリ装置。
1. A word line and a bit line are arranged so as to intersect with each other, and a transistor driven by the word line and one end is connected to the bit line and the other end is connected to the plate line through the transistor at the intersection. A first and a second cell array in which memory cells each composed of a ferroelectric capacitor are arranged, and a memory cell selected between the first and the second cell arrays which is arranged between the first and the second cell arrays. A ferroelectric device, comprising: a sense amplifier circuit for detecting and amplifying data of a memory cell; and a column decoder arranged at an end of each of the first and second cell arrays opposite to the sense amplifier circuit. Body memory device.
【請求項2】 前記第1及び第2のセルアレイはそれぞ
れ、トランジスタのソース、ドレインに強誘電体キャパ
シタの両端を接続してメモリセルが構成され、複数のワ
ード線によりそれぞれ駆動されるメモリセルを直列接続
してセルブロックが構成されていることを特徴とする請
求項1記載の強誘電体メモリ装置。
2. The first and second cell arrays each have a memory cell configured by connecting both ends of a ferroelectric capacitor to a source and a drain of a transistor, and each memory cell is driven by a plurality of word lines. 2. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the cell blocks are connected in series to form a cell block.
【請求項3】 ワード線方向に隣接する2つのセルブロ
ックの一端がそれぞれ異なるプレート線に接続され、他
端がそれぞれブロック選択トランジスタを介して対をな
すビット線に接続されていることを特徴とする請求項2
記載の強誘電体メモリ装置。
3. One of the two cell blocks adjacent to each other in the word line direction is connected to different plate lines, and the other end is connected to a pair of bit lines via block select transistors. Claim 2
A ferroelectric memory device according to claim 1.
【請求項4】 センスアンプ回路は、 活性化トランジスタを含むセンスアンプ本体と、 対をなすビット線を所定電位にイコライズするイコライ
ズ回路と、 対をなすビット線の一方に参照電圧を発生するための参
照電圧発生回路と、を有することを特徴とする請求項1
記載の強誘電体メモリ装置。
4. The sense amplifier circuit includes a sense amplifier body including an activation transistor, an equalizer circuit for equalizing a pair of bit lines to a predetermined potential, and a reference voltage for generating one of the pair of bit lines. And a reference voltage generating circuit.
A ferroelectric memory device according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008171525A (en) * 2007-01-15 2008-07-24 Toshiba Corp Semiconductor storage device
JP2009099235A (en) * 2007-10-19 2009-05-07 Toshiba Corp Semiconductor memory device

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