JP2010061743A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体記憶装置10は、記憶データに基づいて異なる抵抗状態を有するメモリセルMCと、メモリセルMCに接続されたビット線BLと、データの読み出し時に、ビット線BLを読み出し電圧にクランプするMOSFET14−1と、ビット線BLの電流に基づいてメモリセルMCの記憶データを検知するセンスアンプSAとを含む。さらに、センスアンプSAとMOSFET14−1のドレインとを接続するスイッチ素子14−2と、MOSFET14−1のソースとビット線BLとを接続するスイッチ素子14−3と、MOSFET14−1のドレインと接地電圧端子とを接続するスイッチ素子14−4と、MOSFET14−1のソースと接地電圧端子とを接続するスイッチ素子14−5とを含む。
【選択図】 図6
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る抵抗変化型メモリ10の構成を示す概略図である。抵抗変化型メモリ10は、メモリコア11、周辺回路(peripheral circuit)12、及び制御回路(controller)13を備えている。周辺回路12は、メモリコア11に対して、アドレスの供給、各種電圧の供給、及びデータの入出力などの動作を実行する。制御回路13は、データの書き込み動作、及びデータの読み出し動作などに必要な各種の制御信号をメモリコア11に供給することで、メモリコア11の動作を制御する。
次に、電圧クランプ回路14の動作について説明する。図7は、メモリユニットMUの活性時及び非活性時における制御信号REN及びbRENのレベルを説明する図である。
第2の実施形態は、センスアンプSAの第2の入力端子に参照電流Irefを供給する手段として、参照電流Irefを生成する参照セルと、この参照セルに参照電圧を印加する参照電圧クランプ用のMOSFETとを備えている。そして、この参照電圧クランプ用のMOSFETを安定化容量に使用するようにしている。
前述したように、本実施形態の抵変化型メモリとしては、MRAM以外の様々なメモリを使用することが可能である。以下に、抵変化型メモリの他の例として、ReRAM及びPRAMについて説明する。
図13は、ReRAMに用いられる抵抗変化素子20の構成を示す概略図である。抵抗変化素子20は、下部電極22、上部電極26、及びこれらに挟まれた記録層40を備えている。
図14は、PRAMに用いられる抵抗変化素子20の構成を示す概略図である。抵抗変化素子20は、下部電極22、ヒーター層41、記録層42、上部電極26が順に積層されて構成されている。
Claims (5)
- 記憶データに基づいて異なる抵抗状態を有するメモリセルと、
前記メモリセルに接続されたビット線と、
データの読み出し時に、前記ビット線を読み出し電圧にクランプする第1MOSFETと、
前記ビット線の電流に基づいて前記メモリセルの記憶データを検知するセンスアンプと、
前記センスアンプと前記第1MOSFETのドレインとを接続する第1スイッチ素子と、
前記第1MOSFETのソースと前記ビット線とを接続する第2スイッチ素子と、
前記第1MOSFETのドレインと接地電圧端子とを接続する第3スイッチ素子と、
前記第1MOSFETのソースと接地電圧端子とを接続する第4スイッチ素子と、
を具備し、
前記センスアンプが活性時に、前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子はオン状態、前記第3スイッチ素子及び前記第4スイッチ素子はオフ状態であり、
前記センスアンプが非活性時に、前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子はオフ状態、前記第3スイッチ素子及び前記第4スイッチ素子はオン状態であることを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子は、同時にオン状態又はオフ状態に設定され、
前記第3スイッチ素子及び前記第4スイッチ素子は、同時にオン状態又はオフ状態に設定されることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記メモリセルの抵抗状態を判別する参照値を有する参照セルと、
前記参照セルに接続された参照ビット線と、
データの読み出し時に、前記参照ビット線を参照電圧にクランプする第2MOSFETと、
前記センスアンプと前記第2MOSFETのドレインとを接続する第5スイッチ素子と、
前記第2MOSFETのソースと前記参照ビット線とを接続する第6スイッチ素子と、
前記第2MOSFETのドレインと接地電圧端子とを接続する第7スイッチ素子と、
前記第2MOSFETのソースと接地電圧端子とを接続する第8スイッチ素子と、
をさらに具備し、
前記センスアンプが活性時に、前記第5スイッチ素子及び前記第6スイッチ素子はオン状態、前記第7スイッチ素子及び前記第8スイッチ素子はオフ状態であり、
前記センスアンプが非活性時に、前記第5スイッチ素子及び前記第6スイッチ素子はオフ状態、前記第7スイッチ素子及び前記第8スイッチ素子はオン状態であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。 - 記憶データに基づいて異なる抵抗状態を有するメモリセルと、
前記メモリセルに接続されたビット線と、
データの読み出し時に、前記ビット線を読み出し電圧にクランプする第1MOSFETと、
前記ビット線の電流に基づいて前記メモリセルの記憶データを検知するセンスアンプと、
前記センスアンプと前記第1MOSFETのドレインとを接続する第2MOSFETと、
前記第1MOSFETのソースと前記ビット線とを接続する第3MOSFETと、
前記第1MOSFETのドレインと接地電圧端子とを接続する第4MOSFETと、
前記第1MOSFETのソースと接地電圧端子とを接続する第5MOSFETと、
を具備し、
前記センスアンプが活性時に、前記第2MOSFET及び前記第3MOSFETはオン状態、前記第4MOSFET及び前記第5MOSFETはオフ状態であり、
前記センスアンプが非活性時に、前記第2MOSFET及び前記第3MOSFETはオフ状態、前記第4MOSFET及び前記第5MOSFETはオン状態であることを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記読み出し電圧は、前記第1MOSFETのゲートに印加される制御電圧に基づいて設定されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体記憶装置。
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