JP3157727B2 - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JP3157727B2 JP28660996A JP28660996A JP3157727B2 JP 3157727 B2 JP3157727 B2 JP 3157727B2 JP 28660996 A JP28660996 A JP 28660996A JP 28660996 A JP28660996 A JP 28660996A JP 3157727 B2 JP3157727 B2 JP 3157727B2
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真継 沖▲崎▼
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体メモリに関
し、特に一括データ書き込み機能を有する半導体メモリ
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体メモリの一例を示す図5と
その主要信号の動作波形を示す図9とを参照すると、こ
の半導体メモリのI/Oバス対1a,1bは、外部より
入力されたデータを差電位の形で内部に伝達し、この半
導体メモリのYスイッチ2a,2b,2c,2d,〜
は、外部より入力されたアドレスによりI/Oバス対1
a,1bとセンスアンプ3a,3b,3c,3d,〜の
何れかとを接続する。
【0003】また、この半導体メモリのセンスアンプ3
a,3b,3c,3d,〜は、ビット線対81a〜,8
1b〜に差電位の形で伝達された情報を増幅する機能を
有し、この半導体メモリのワードドライバー12は、外
部より入力されたアドレスによりワード線4a,4b,
4c,4d,〜の何れかを選択し、GNDレベルからV
cc+αのレベルまでドライブする事でセルトランジス
タ51a〜54a,51b〜54b,51c〜54c,
51d〜54d,〜の何れかをON状態にする。さら
に、この半導体メモリのセルトランジスタ51a〜54
a,51b〜54b,51c〜54c,51d〜54
d,〜は、セル容量61a〜64a,61b〜64b,
61c〜64c,61d〜64d,〜とビット線対81
a〜,81b〜の間でデータの読み出し、又は書き込
み、或いは保持の為のスイッチング動作を行う。
【0004】セル容量61a〜64a,61b〜64
b,61c〜64c,61d〜64d,〜の対向電極9
は、一つに接続されており対極ドライバー13によって
常にVcc/2レベル(以下HVCCレベルとする)に
ドライブされている。ビット線対プリチャージ制御信号
PBLとビット線対プリチャージ用電源Vpbは、回路
が動作をしていない間、ビット線対81a〜,81b〜
を所定の電位HVCCにプリチャージしている。
【0005】この従来例の半導体メモリにデータを書き
込む場合には、まずビット線対プリチャージ制御信号P
BLによりビット線対プリチャージ用電源Vpbとビッ
ト線対81a〜,81b〜とが切り放される。外部より
入力されたデータはI/Oバス対1a,1bに伝達さ
れ、Yスイッチ2a,2b,2c,2d,〜の何れかに
よって選択されたセンスアンプ3a,3b,3c,3
d,〜の何れかを介してビット線対81a〜,81b〜
の何れかに伝達される。
【0006】ビット線対のデータは、ワード線4a,4
b,4c,4d,〜の何れかをON状態にすることで選
択されたセルトランジスタ51a〜54a,51b〜5
4b,51c〜54c,51d〜51d,〜の何れかを
介し、対応するセル容量61a〜64a,61b〜64
b,61c〜64c,61d〜64d,〜の何れかに電
荷を充電する。
【0007】従来技術の半導体メモリの全メモリセルに
一括してデータを書き込む技術は、例えば、特開平4−
349293号公報に開示されている。図6に特開平4
−349293号公報に開示された内容を示す。
【0008】図6を参照すると、この半導体メモリは、
上記で説明した通常書き込み動作を行うための回路に加
えて、データ保持回路14と第2のI/Oバス対15
a,15bと全てのビット線対81a〜,81b〜を選
択する全列選択線16とを備えており、またワードドラ
イバー10は全てのワード線4a,4b,4c,4d,
〜を同時に選択する手段を有している。
【0009】一括書き込みを行う際は、データ保持回路
14に保持されていたデータが第2のI/Oバス対15
a,15bを介して全てのビット線対81a〜,81b
〜に伝達され、ワードドライバ10が全てのワード線4
a,4b,4c,4d〜を同時にON状態にすること
で、全てのメモリセルに一括してデータが書き込まれ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】プリンター,FAXや
画像処理等で上記半導体記憶装置を利用する場合や、上
記半導体記憶装置を評価する場合には、全データをリセ
ット(初期化)する事が多々ある。
【0011】従来の半導体記憶装置でリセットを行うに
は、リセット時のそのパターンが頻繁に使用されるパタ
ーンであるにも拘わらず、全セルデータを一つ々々書き
変えてやらなければならない為、高速にリセットするに
は一回々々の書き込み時間を短くするより他なく、それ
でも全セルデータ分のサイクルを回さねばならない為に
大変な時間がかかっていた。
【0012】加えて従来の半導体メモリでリセットを行
おうとした場合、リセットする為のシステムがメモリ外
に必要となってしまい、特に評価の際には外部データと
メモリセルの接続を考慮したパターンを書き込まねばな
らない為に大変な手間と工数が必要であった。
【0013】上記問題を解決するものとしては全メモリ
セルに一括してデータを書き込む特開平4−34929
3号公報に開示された技術があげられるが、それでも問
題点は残る。
【0014】この方法で全セル同時に書き込みをした場
合、同じビット線対につながるメモリセルには同じデー
タしか伝達出来ないために、同一ビット線対につながる
セルに対して異なるデータを書き込むことが出来ない。
よって一括書き込みするデータパターンを任意に設定す
ることが出来ない。また一括して書き込むデータパター
ンも、1つのメモリに対しては1つのデータパターンし
か設定できない。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ
は、行・列両方向にアレイ状に配置された複数のメモリ
セルとこれらメモリセルを列ごとに共通にそれぞれ接続
する複数のビット線対および行ごとに共通にそれぞれ接
続するワード線とを含むメモリセルアレイと、前記メモ
リセルの電荷を蓄積し対向電極を共通接続したセル容量
素子と、これらセル容量素子にデータを書き込む時所定
電位へ変化させ書き込み動作終了時に元の電位へ戻す対
極ドライバーとを備える半導体メモリであって、所定の
データを前記メモリセルに一括書き込むように複数個の
セル容量素子の前記対向電極の一方の電極を共通接続
し、前記対極ドライバーの出力を前記共通接続された前
記対向電極のそれぞれに接続し、所定の電源電位の供給
を受ける半導体メモリにおいて、前記ビット線対が前記
電源電位の半分のHVCC電位にプリチャージされた状
態で、前記対極ドライバーは、前記セル容量素子の前記
対向電極を前記HVCC電位からGND電位または前記
電源電位にドライブし、前記ワード線をドライブするワ
ードドライバーは、前記ワード線を全てオンにし、その
後前記ワード線をオフにして前記対向電極を前記HVC
C電位に戻す構成である。すなわち、本発明の半導体メ
モリでは上記課題を解決する為に、予め任意に設定した
パターンを、半導体メモリの全セルに対して同時に1サ
イクルで書き込む一括書き込みモードの実現を目的と
し、回路動作を一括書き込みモードに切り換えるモード
に切り換えるモード切替回路と、複数系統に分けられた
セル容量素子の対向電極と、複数系統のセル容量素子の
対向電極に対して任意に別個の電圧をかけられる複数の
対極ドライバーと、全ワードを同時にON状態にする機
能を持つワードドライバーとを有する。
【0016】複数系統に分けられた対極ドライバーとセ
ル容量素子との接続は、一括して書き込むデータパター
ンによって決まり、一括書き込み時にCell Hiに
したいものとCell Loにしたいものとは別々の対
極ドライバーに接続されるようにする。
【0017】本発明に於いて一括書き込みモードによっ
てデータを書き込む際は、ビット線の電位をプリチャー
ジ状態であるHVCCレベルに固定して全ワードをON
状態にし、複数系統の対向電極を各々VccまたはGN
Dレベルにドライブする。全ワードをOFF状態にした
後に対極ドライバーをもとのHVCCレベルにすること
で、Vccにドライブされた対向電極を有するセル容量
素子にはCell Loが、GNDにドライブされた対
極ドライバーにつながるセル容量素子にはCell H
iが、同時に一括して書き込む事が出来る。
【0018】また対極ドライバーの系統数を増やすこと
で、1つのメモリに対して設定する一括書き込みのデー
タパターンの選択を増やすことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0020】図1は、本発明の第1の実施の形態を示
し、図8はその主要信号の動作波形を示している。図1
を参照すると、本実施の形態は、I/Oバス対1a,1
bと、Yスイッチ2a,2b,2c,2d,〜と、セン
スアンプ3a,3b,3c,3d,〜と、ビット線対8
1a〜,81b〜と、ワード線4a,4b,4c,4
d,〜と、ワードドライバー10と、セントランジスタ
51a〜54a,51b〜54b,51c〜54c,5
1d〜54d,〜と、セル容量61a〜64a,61b
〜64b,61c〜64c,61d〜64d,〜と、セ
ル対向電極9a,9bと、ビット線対プリチャージ制御
信号PBLと、ビット線対プリチャージ用電源Vpb
と、対極ドライバー7a,7bと、モード切替回路11
とを備えて構成される。本発明に於いて対極ドライバー
は複数個有ってそれぞれ個別にVcc,HVCC,GN
Dレベルをドライブできる機能を有しており、ワードド
ライバー10は全ワードを同時にON状態に出来る機能
を有しており、セル対向電極9a,9bはリセットの際
にLo電位が書き込まれるセルとHi電位が書き込まれ
るセルとで各々別々の対極に接続される。またモード切
替回路11は、回路の動作を通常モードと一括書き込み
モードに切り換える機能を有し、通常モード時には、従
来例と同じ様に回路を動作させる事が出来る。
【0021】本実施の形態におけるワードドライバ10
の出力部を図4に、比較のため、従来例でのワードドラ
イバー12を図7に示す。図4と図7に於いてWはワー
ドであり、Xaddはワードを選択するアドレス信号で
あり、RAVは選択ワードをVcc+αのレベルを供給
するための電源である。図4のXallは全ワード選択
信号で、全ワードを同時にON状態にする機能を実現し
ている。
【0022】この実施の形態は、モード切替回路11が
一括書き込みモードに回路動作を切り換えた場合、I/
Oバス対1a,1b、Yスイッチ2a,2b,2c,2
d,〜、センスアンプ3a,3b,3c,3d,〜、ビ
ット線対81a〜,81b〜はすべて動作しない。ビッ
ト線プリチャージ制御信号PBLはON状態のままで、
ビット線対81a〜,81b〜をHVCCレベルにプリ
チャージし続ける。その状態で対極ドライバー7a,7
bは複数の容量素子の対向電極を、HVCCレベルから
各々GND又は電位Vccのどちらかにドライブし、ワ
ードドライバー10は全てのワードをONにする。する
と全セル容量素子には全ビット線にプリチャージされて
いるHVCCレベルが供給される。その後全ワードをO
FFして全対向電極をHVCCレベルに戻すことで、G
NDレベルにドライブされていた対向電極に接続したメ
モリセルにはHiレベルが、Vccレベルにドライブさ
れていた対向電極に接続したセルにはLoレベルが書き
込まれ、リセットパターンが完成する。
【0023】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。図2を参照とすると、この実施の形態は、第1の実
施の形態のセル容量61a〜64a,61b〜64b,
61c〜64c,61d〜64d,〜とセル対向電極9
a,9bの接続を変えて構成される。したがって、リセ
ットパターンは任意に設定できる。図2には、第1の実
施の形態とは異なるリセットパターンが設定される。
【0024】因みに図1に示す半導体メモリの一括書き
込みパターンはALL CELLHi/Loに設定され
ており、図2示す第2の実施の形態の半導体メモリの一
括書き込みパターンはCheckerに設定されてい
る。書き込み時の動作は、第1の実施の形態と同様なの
でその詳細な説明は省略する。
【0025】次に、本発明の第3の実施の形態を説明す
ると、この第3の実施の形態は、セル対向電極の系統数
及び対極ドライバーの数を増やす構成で、リセットパタ
ーンは、1つの半導体メモリに対して複数設定できる。
図3には、セル対向電極及び対極ドライバーの数を3個
にする事により、8つのリセットパターンを設定した第
3の実施の形態を示す。書き込み時の動作は、第1の実
施の形態と同様の動作なので、その詳細な説明は省略す
る。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、ビット線とメモリセル
との接続とは無関係に、異なるセル容量素子に対して異
なるセルデータを一括して同時に書き込むことが可能と
なる。よって任意に設定したパターンの書き込みを全セ
ルに対して1サイクルで行うことが出来ることにより、
初期化または書き込みにかかる時間と工数を減少させる
ことが出来る。4Mのメモリの場合、一括書き込みサイ
クルが通常サイクルの10倍時間がかかったとしても、
419430.4倍の高速化が図れる。
【0027】また、リセットを行うことにより任意のパ
ターンに簡単に書き換えられる機能を利用して、書き換
えが出来るROMとしての応用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す回路図である。
【図2】第2の実施の形態を示す回路図である。
【図3】第3の実施の形態を示す回路図である。
【図4】本発明でのワードドライバーの出力部の回路図
である。
【図5】従来例を示す回路図である。
【図6】他の従来例の特開平4−349293号公報に
開示されたメモリの回路図である。
【図7】従来例のワードドライバーの出力部の回路図で
ある。
【図8】図1に示す第1の実施の形態の主要信号の動作
波形である。
【図9】図9に示す従来例の主要信号の動作波形であ
る。
【符号の説明】
1a,1b I/Oバス対 2a,2b,2c,2d Yスイッチ 3a,3b,3c,3d センスアンプ 4a,4b,4c,4d ワード線 51a〜54a,51b〜54b,51c〜54c,5
1d〜54d セルトランジスタ 61a〜64a,61b〜64b,61c〜64c,6
1d〜64d セル容量 7a,7b,7c 本発明での対極ドライバー 81a〜84a,81b〜84b ビット線対 9,9a,9b,9c 対向電極 10 本発明でのワードドライバー 11 モード切替回路 12 従来のワードドライバー 13 従来の対極ドライバー 14 データ保持回路 15a,15b 第2のI/Oバス対 16 全列選択線 PBL ビット線対プリチャージ制御信号 Vpb ビット線対プリチャージ用電源 Xadd ワード選択用アドレス信号 Xall 全ワード選択用信号 RAV 選択ワード用電源 W ワード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/40 - 11/41

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行・列両方向にアレイ状に配置された複
    数のメモリセルとこれらメモリセルを列ごとに共通にそ
    れぞれ接続する複数のビット線対および行ごとに共通に
    それぞれ接続するワード線とを含むメモリセルアレイ
    と、前記メモリセルの電荷を蓄積し対向電極を共通接続
    したセル容量素子と、これらセル容量素子にデータを書
    き込む時所定電位へ変化させ書き込み動作終了時に元の
    電位へ戻す対極ドライバーとを備える半導体メモリであ
    って、 所定のデータを前記メモリセルに一括書き込むように複
    数個のセル容量素子の前記対向電極の一方の電極を共通
    接続し、前記対極ドライバーの出力を前記共通接続され
    た前記対向電極のそれぞれに接続し、所定の電源電位の
    供給を受ける半導体メモリにおいて、 前記ビット線対が前記電源電位の半分のHVCC電位に
    プリチャージされた状態で、前記対極ドライバーは、前
    記セル容量素子の前記対向電極を前記HVCC電位から
    GND電位または前記電源電位にドライブし、前記ワー
    ド線をドライブするワードドライバーは、前記ワード線
    を全てオンにし、その後前記ワード線をオフにして前記
    対向電極を前記HVCC電位に戻すことを特徴とする半
    導体メモリ。
  2. 【請求項2】 前記特許請求の範囲第1項記載の半導体
    メモリにおいて、偶数番目の前記ビット線に接続される
    セル容量素子の対向電極に第1の対極ドライバの出力信
    号を接続し、奇数番目の前記ビット線に接続されるセル
    の容量素子の対向電極に第2の対極ドライバを接続する
    ことを特徴とする半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 前記特許請求の範囲第1項記載の半導体
    メモリにおいて、偶数番目の前記ワード線に接続される
    セル容量素子の対向電極に第1の対極ドライバの出力信
    号を接続し、奇数番目の前記ワード線に接続されるセル
    容量素子の対向電極に第2の対極ドライバを接続するこ
    とを特徴とする半導体メモリ。
  4. 【請求項4】 前記特許請求の範囲第1項記載の半導体
    メモリにおいて、偶数番目の前記ビット線に接続され且
    つ偶数番目の前記ワード線に接続される容量素子の対向
    電極に第1の対極ドライバの出力信号を接続し、偶数番
    目の前記ビット線に接続され且つ奇数番目の前記ワード
    線に接続されるセル容量素子の対向電極に第2の対極ド
    ライバの出力信号を接続し、奇数番目の前記ビット線に
    接続され且つ偶数番目の前記ワード線に接続されるセル
    容量素子の対向電極に前記第2の対極ドライバの出力信
    号を接続し、奇数番目の前記ビット線に接続され且つ奇
    数番目の前記ワード線に接続されるセル容量素子の対向
    電極に前記第1の対極ドライバを接続することを特徴と
    する半導体メモリ。
  5. 【請求項5】 前記特許請求の範囲第1項乃至第4項記
    載のいずれか1項の半導体メモリにおいて、データ書き
    込み時に前記第1の対極ドライバの出力信号の電位を第
    1の電源電位あるいは第1の電源電位近傍の電位とし、
    前記第2の対極ドライバの出力信号の電位を第2の電源
    電位あるいは第2の電源電位近傍の電位とすることを特
    徴とする半導体メモリ。
  6. 【請求項6】 前記特許請求の範囲第1項乃至第4項記
    載のいずれか1項の半導体メモリにおいて、データ書き
    込み時の電位を前記第1の対極ドライバの出力信号及び
    前記第2の対極ドライバの出力信号共、第1の電源電位
    あるいは第1の電源電位近傍の電位とすることを特徴と
    する半導体メモリ。
  7. 【請求項7】 前記特許請求の範囲第1項乃至第4項記
    載のいずれか1項の半導体メモリにおいて、データ書き
    込み時の電位を前記第1の対極ドライバの出力信号及び
    前記第2の対極ドライバの出力信号共、第2の電源電位
    あるいは第2の電源電位近傍の電位とすることを特徴と
    する半導体メモリ。
  8. 【請求項8】 前記特許請求の範囲第1項乃至第7項記
    載のいずれか1項の半導体メモリにおいて、モード切替
    回路を有し、該モード切替回路の出力信号により、前記
    第1の対極ドライバ及び前記第2の対極ドライバの書き
    込み時の出力電位を第1の電源電位あるいは第1の電源
    電位近傍の電位とするか第2の電源電位あるいは第2の
    電源電位近傍の電位とするかを切り換えることを特徴と
    する半導体メモリ。
  9. 【請求項9】 前記特許請求の範囲第8項記載の半導体
    メモリにおいて、前記モード切替回路の出力信号によ
    り、全てのワード線を同時に電源電位もしくは電源電位
    よりも高い電位にする事を特徴とする半導体メモリ。
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