JP3283672B2 - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JP3283672B2 JP32682193A JP32682193A JP3283672B2 JP 3283672 B2 JP3283672 B2 JP 3283672B2 JP 32682193 A JP32682193 A JP 32682193A JP 32682193 A JP32682193 A JP 32682193A JP 3283672 B2 JP3283672 B2 JP 3283672B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、強誘電体を用いた不揮
発性の半導体メモリに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory using a ferroelectric.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電体を用いた、フェロ・エレクトリ
ック・ランダム・アクセス・メモリ(FERAM)は、
強誘電体の分極方向で記憶を行う不揮発メモリである。
このようなFERAMの一例として、特開平2−110
893の第1図に示されたアレー構成がある。従来のダ
イナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)
と同様に、メモリセルMC1等は1トランジスタ1キャ
パシタからなる。ただし、メモリセルのキャパシタは蓄
積電極、プレート、蓄積電極とプレートとの間の強誘電
体膜で構成されている。このメモリセルは情報を強誘電
体膜の分極の方向として記憶する。この分極方向は、強
誘電体の特性として、電源を切っても失われない。
2. Description of the Related Art A ferroelectric random access memory (FERAM) using a ferroelectric material is:
This is a nonvolatile memory that stores data in the polarization direction of the ferroelectric.
An example of such a FERAM is disclosed in JP-A-2-110.
There is an array configuration shown in FIG. Conventional dynamic random access memory (DRAM)
Similarly to the above, the memory cell MC1 and the like include one transistor and one capacitor. However, the capacitor of the memory cell includes a storage electrode, a plate, and a ferroelectric film between the storage electrode and the plate. This memory cell stores information as the direction of polarization of the ferroelectric film. This polarization direction is not lost even when the power is turned off as a characteristic of the ferroelectric substance.

【0003】さて、メモリセルの不揮発情報を読出す際
には、全データ線(BL1,BL1 ̄ ̄ ̄,BL2,B
L2 ̄ ̄ ̄)をVssに設定した後、全データ線をフロ
ーティング状態にし、その後1つのワード線(WL1)
を活性化する。そして、全データ線の各データ線に接続
されたセンスアンプ(SA,SA’)により、各データ
線に現れた電圧を増幅し、その後、データ線を選択して
出力する。ここで、センスアンプ(SA,SA’)は次
のようにメモリセルの情報を検出する。まず、メモリセ
ルのキャパシタのプレートはVDD/2の電位にあるの
で、ワード線WL1に接続されたメモリセルのキャパシ
タには(Vss−VDD/2)の電圧が印加される。こ
の電圧は不揮発情報に対応して、メモリセルのキャパシ
タの強誘電体の分極方向をそのまま維持する場合と、反
転させる場合とがある。分極が反転する場合には、メモ
リセルから大きな電流が流れ出る。分極が反転しない場
合には、メモリセルからの電流はほとんどない。この電
流を検知することにより、不揮発情報を読み出すことが
できる。
When reading nonvolatile information of a memory cell, all data lines (BL1, BL1 #, BL2, B
L2 ̄ ̄ ̄) is set to Vss, all data lines are set to a floating state, and then one word line (WL1) is set.
Activate. Then, the voltage appearing on each data line is amplified by the sense amplifiers (SA, SA ') connected to each data line of all the data lines, and then the data line is selected and output. Here, the sense amplifiers (SA, SA ') detect information of the memory cells as follows. First, since the plate of the capacitor of the memory cell is at the potential of VDD / 2, the voltage of (Vss-VDD / 2) is applied to the capacitor of the memory cell connected to the word line WL1. Depending on the nonvolatile information, this voltage may be maintained in the same direction as the polarization direction of the ferroelectric of the capacitor of the memory cell, or may be inverted. When the polarization is reversed, a large current flows out of the memory cell. If the polarization does not reverse, there is little current from the memory cell. By detecting this current, nonvolatile information can be read.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記F
ERAMでは以下の課題がある。
However, the above F
ERAM has the following problems.

【0005】(1)1つのメモリセル情報を読出す時
に、非選択データ線も一時的にVssに設定される。こ
の結果、非選択データ線の充放電電流が不必要に大きく
なる。
(1) When one memory cell information is read, an unselected data line is also temporarily set to Vss. As a result, the charging / discharging current of the unselected data line becomes unnecessarily large.

【0006】(2)1つのメモリセル情報を読出す時
に、非選択データ線も一時的にVssに設定されるの
で、非選択データ線に接続されるメモリセルの情報が破
壊される。
(2) When one piece of memory cell information is read, the non-selected data line is also temporarily set to Vss, so that the information of the memory cell connected to the non-selected data line is destroyed.

【0007】(3)非選択データ線に接続されるメモリ
セルの情報が破壊されるので、強誘電体膜の分極が反転
したメモリセルに情報の再書き込みをするセンスアンプ
が各データ線に必要となる。その結果、チップ面積が増
大する。
(3) Since information in a memory cell connected to an unselected data line is destroyed, a sense amplifier is required for each data line to rewrite information in a memory cell in which the polarization of the ferroelectric film is inverted. Becomes As a result, the chip area increases.

【0008】従って、本発明の目的は強誘電体を用いた
不揮発性メモリの消費電力を低減することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to reduce the power consumption of a nonvolatile memory using a ferroelectric.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の代表的な実施形態による半導体メモリは、
複数のワード線(WLf1〜WLfm)と、該複数のワード線に交
差する如く設けられた複数のデータ線(DLf1,DBf1,〜,DL
fn,DBfn)と、上記複数のワード線と上記複数のデータ線
との所望の交点に設けられた複数のメモリセル(MCf11,M
CBf11,〜,MCfmn,MCfmn)と、上記複数のワード線の1つ
のワード線(WLfi)を活性化するワード線選択手段と、上
記複数のデータ線の1つのデータ線(DLfj)を選択するデ
ータ線選択手段と、上記複数のデータ線の各データ線の
電位を所定の電位に設定するプリチャージ手段(PCf1〜P
Cfn,PCf0)とをチップ上に有する半導体メモリにおい
て、上記ワード線選択手段、上記データ線選択手段及び
上記プリチャージ手段は第1の電位(VDD)と第2の電位
(VSS)との間に設けられ、上記複数のメモリセルの各メ
モリセルは1つの電界効果トランジスタと1つのキャパ
シタとを有し、上記1つの電界効果トランジスタは上記
複数のワード線の1つのワード線に接続されたゲート
と、上記複数のデータ線の1つのデータ線に接続された
ソース又はドレインと、上記1つのキャパシタに接続さ
れたドレイン又はソースを有し、上記1つのキャパシタ
は上記1つの電界効果トランジスタの上記ドレイン又は
ソースに接続された蓄積電極と、プレート電極(PLf)
と、該蓄積電極と該プレート電極との間に設けられた強
誘電体膜とを有し、上記データ線選択手段が上記複数の
データ線の上記1つのデータ線(DLfj)を選択した後、上
記プリチャージ手段(PCf0)が上記選択された上記1つの
データ線(DLfj)の電位を上記第1の電位(VDD)に設定
し、しかる後、上記ワード線選択手段が上記複数のワー
ド線の上記1つのワード線(WLfi)を活性化することを特
徴とする(図1、図2参照)。
In order to achieve the above object, a semiconductor memory according to a representative embodiment of the present invention comprises:
A plurality of word lines (WLf1 to WLfm) and a plurality of data lines (DLf1, DBf1,..., DL
fn, DBfn) and a plurality of memory cells (MCf11, Mf) provided at desired intersections of the plurality of word lines and the plurality of data lines.
CBf11,..., MCfmn, MCfmn), word line selecting means for activating one of the plurality of word lines (WLfi), and data for selecting one of the plurality of data lines (DLfj). Line selection means, and precharge means (PCf1 to PCf1) for setting the potential of each data line of the plurality of data lines to a predetermined potential.
Cfn, PCf0) on a chip, wherein the word line selecting means, the data line selecting means, and the precharging means have a first potential (VDD) and a second potential (VDD).
(VSS), each memory cell of the plurality of memory cells has one field effect transistor and one capacitor, and the one field effect transistor is connected to one word of the plurality of word lines. A gate connected to a line, a source or a drain connected to one of the plurality of data lines, and a drain or a source connected to the one capacitor, wherein the one capacitor is the one A storage electrode connected to the drain or source of the field effect transistor, and a plate electrode (PLf)
And a ferroelectric film provided between the storage electrode and the plate electrode, and after the data line selecting means selects the one data line (DLfj) of the plurality of data lines, The precharge means (PCf0) sets the potential of the selected one data line (DLfj) to the first potential (VDD), and thereafter, the word line selection means sets the potential of the plurality of word lines. The method is characterized in that the one word line (WLfi) is activated (see FIGS. 1 and 2).

【0010】本発明の好適な実施形態による半導体メモ
リは、上記データ線選択手段が上記複数のデータ線の上
記1つのデータ線(DLfj)を選択する前に、上記プリチャ
ージ手段(PCf1〜PCfn)は上記複数のデータ線の電位を、
上記複数のメモリセルの上記キャパシタのプレート電極
の電位と略同一の第3の電位(VPL)に設定することを特
徴とする(図2参照)。
In the semiconductor memory according to a preferred embodiment of the present invention, the precharge means (PCf1 to PCfn) may be provided before the data line selection means selects the one data line (DLfj) of the plurality of data lines. Is the potential of the plurality of data lines,
The third potential (VPL) is set substantially equal to the potential of the plate electrode of the capacitor of the plurality of memory cells (see FIG. 2).

【0011】本発明のより好適な実施形態による半導体
メモリは、上記複数のデータ線に共通に設けられた1つ
のセンスアンプ(SAf)をさらに具備し、上記センスアン
プ(SAf)は上記データ線選択手段により選択された上記
複数のデータ線の上記1つのデータ線(DLfj)に接続さ
れ、上記ワード線選択手段が上記複数のワード線の上記
1つのワード線(WLfi)を活性化した後に、上記センスア
ンプ(SAf)は活性化されることを特徴とする(図1、図
2参照)。
A semiconductor memory according to a more preferred embodiment of the present invention further includes one sense amplifier (SAf) provided commonly to the plurality of data lines, and the sense amplifier (SAf) is connected to the data line selection line. Means connected to the one data line (DLfj) of the plurality of data lines selected by the means, and after the word line selecting means activates the one word line (WLfi) of the plurality of word lines, The sense amplifier (SAf) is activated (see FIGS. 1 and 2).

【0012】[0012]

【作用】上記半導体メモリによれば、非選択データ線を
第1の電位に設定する必要がなく、その際の消費電流を
低減できる。
According to the semiconductor memory, it is not necessary to set the non-selected data line to the first potential, and the current consumption at that time can be reduced.

【0013】本発明の好適な実施形態による半導体メモ
リによれば、ワード線を活性化する際に、非選択データ
線の電位が上記複数のメモリセルの上記キャパシタのプ
レート電極の電位と略同一の第3の電位(VPL)に設定さ
れているので、非選択データ線に接続されるメモリセル
のキャパシタの強誘電体膜には電圧が印加されず、メモ
リセルの情報が破壊されない。
According to the semiconductor memory of the preferred embodiment of the present invention, when activating the word line, the potential of the unselected data line is substantially the same as the potential of the plate electrode of the capacitor of the plurality of memory cells. Since the voltage is set to the third potential (VPL), no voltage is applied to the ferroelectric film of the capacitor of the memory cell connected to the unselected data line, and the information of the memory cell is not destroyed.

【0014】本発明のより好適な実施形態による半導体
メモリによれば、非選択データ線に接続されるメモリセ
ルの情報が破壊されないので、上記複数のデータ線に共
通に設けられた1つのセンスアンプ(SAf)を具備するだ
けでよく、メモリ面積を小さくできる。
According to the semiconductor memory of the preferred embodiment of the present invention, since the information of the memory cell connected to the non-selected data line is not destroyed, one sense amplifier commonly provided for the plurality of data lines is provided. (SAf) only, and the memory area can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明によるメモリの回路構成を示
した一実施例である。図において、ワード線WLfx
(x=1,…,m)とデータ線DLfyおよび相補デー
タ線DBfy(y=1,…,n)が行列状に配置され、
WLfxとDLfyとの交点上にメモリセルMCfxy
が接続され、WLfxとDBfyとの交点上に相補メモ
リセルMBfxyが接続されて、メモリセルアレイが構
成される。DLfy,DBfyは、それぞれプリチャー
ジ回路PCfy、データ線対選択スイッチSWfyに接
続される。PCfyは、プリチャージ回路制御線PCS
fyにより制御され、活性化時において、プリチャージ
電位供給線VCSfyの電位をDLfy,DBfyに供
給する。SWfyは、列選択信号線YSfyにより制御
され、選択されたデータ線対を感知信号線対DLf0,
DBf0に接続する。DLf0,DBf0は、プリチャ
ージ回路PCf0、センスアンプSAf、入出力スイッ
チSWf0に接続される。SAfは、センスアンプ制御
線PPf,PNfにより制御され、活性化時において、
DLf0,DBf0間の電位差を感知し増幅する。SW
f0は、列選択信号線YSf0により制御され、DLf
0,DBf0を入出力信号線対I/Ofに接続する。な
お、PCSf1〜PCSfnは全て個別のものである必
要はなく、例えば全てつながっていてもよい。VCSf
1〜VCSfnについても同様である。また、PCf0
を設けず、DLf0,DBf0のプリチャージ動作をP
Cf1〜PCfnのいずれかにより行ってもよい。
FIG. 1 is an embodiment showing a circuit configuration of a memory according to the present invention. In the figure, a word line WLfx
(X = 1,..., M), the data line DLfy and the complementary data line DBfy (y = 1,..., N) are arranged in a matrix,
The memory cell MCfxy is located on the intersection of WLfx and DLfy.
Are connected, and the complementary memory cells MBfxy are connected on the intersections of WLfx and DBfy, thereby forming a memory cell array. DLfy and DBfy are connected to a precharge circuit PCfy and a data line pair selection switch SWfy, respectively. PCfy is a precharge circuit control line PCS.
fy, and supplies the potential of the precharge potential supply line VCSfy to DLfy and DBfy at the time of activation. SWfy is controlled by a column selection signal line YSfy, and connects the selected data line pair to the sense signal line pair DLf0,
Connect to DBf0. DLf0 and DBf0 are connected to a precharge circuit PCf0, a sense amplifier SAf, and an input / output switch SWf0. SAf is controlled by sense amplifier control lines PPf and PNf.
The potential difference between DLf0 and DBf0 is sensed and amplified. SW
f0 is controlled by a column selection signal line YSf0, and DLf
0, DBf0 are connected to the input / output signal line pair I / Of. Note that PCSf1 to PCSfn need not be all individual, and may be connected, for example. VCSf
The same applies to 1 to VCSfn. Also, PCf0
And the precharge operation of DLf0 and DBf0 is P
It may be performed by any of Cf1 to PCfn.

【0016】本実施例に示した回路の読み出し動作の一
例を、図2を用いて説明する。この例は、選択されたデ
ータ線対に対しては読み出し動作を行うが、選択されな
いデータ線対を動作させず、待機時電位のままとするも
のである。図において、WLfi(i=1,…,m)は
選択されたワード線を表し、DLfj,DBfj(j=
1,…,n)は、選択されたデータ線対を表し、DLf
y,DBfyは、ここでは選択されないデータ線対を表
すものとする。待機時において、ワード線電位はVS
S、メモリセルキャパシタのプレート電位およびデータ
線電位はVPL、センスアンプは非活性、プリチャージ
回路は活性、選択スイッチは非導通である。また、プリ
チャージ電位供給線VCSf0の電位をVDDとし、信
号線対DLf0,DBf0にはVDDを供給する。な
お、VPLはVDDとVSSとのほぼ中間の電圧であ
る。時刻trf1において、選択データ線対に接続され
たプリチャージ回路PCfjを非活性化すると共に、Y
SfjによりスイッチSWfjをオンさせ、DLfjを
DLf0に接続し(以下DLfj−DLf0と表す)、
DBfjをDBf0に接続する(以下DBfj−DBf
0と表す)。この時、VCSf0の電位VDDがDLf
j−DLf0,DBfj−DBf0に供給される。ここ
で、PCSf0の電位をVCHに上げると、VDDの充
電が十分行われる。この時、非選択データ線対に接続さ
れたプリチャージ回路PCfyは、待機時と同様に活性
化状態を保ち、DLfy,DBfyにVPLを供給し続
けてもよいし、PCfjと同時に非活性化し、DLf
y,DBfyをフローティング状態にしてもよい。
An example of the read operation of the circuit shown in this embodiment will be described with reference to FIG. In this example, the read operation is performed on the selected data line pair, but the unselected data line pair is not operated, and the potential at the standby time is maintained. In the figure, WLfi (i = 1,..., M) represents a selected word line, and DLfj, DBfj (j =
,..., N) represent the selected data line pair and DLf
Here, y and DBfy represent data line pairs not selected. During standby, the word line potential is VS
S, the plate potential of the memory cell capacitor and the data line potential are VPL, the sense amplifier is inactive, the precharge circuit is active, and the selection switch is non-conductive. Further, the potential of the precharge potential supply line VCSf0 is set to VDD, and VDD is supplied to the signal line pair DLf0 and DBf0. VPL is a voltage approximately intermediate between VDD and VSS. At time trf1, the precharge circuit PCfj connected to the selected data line pair is deactivated and Y
The switch SWfj is turned on by Sfj, and DLfj is connected to DLf0 (hereinafter referred to as DLfj-DLf0),
Connect DBfj to DBf0 (hereinafter DBfj-DBf
0). At this time, the potential VDD of VCSf0 becomes DLf
j-DLf0 and DBfj-DBf0. Here, when the potential of PCSf0 is raised to VCH, VDD is sufficiently charged. At this time, the precharge circuit PCfy connected to the unselected data line pair maintains the activated state as in the standby state, and may continue to supply VPL to DLfy and DBfy, or may be deactivated at the same time as PCfj. DLf
y and DBfy may be in a floating state.

【0017】ここで図3に示すように、プリチャージ回
路制御線PCSf1,PCSf2にプリチャージ回路を
交互に接続すると、非活性のプリチャージ回路に隣接す
るプリチャージ回路を活性状態に保つことが可能にな
る。この構成によれば、選択データ線に隣接する非選択
データ線の電位を固定することができ、選択データ線の
電位変動に伴い非選択データ線に発生する、データ線間
容量による干渉雑音を低減できる。なお、例えば3本以
上のプリチャージ回路制御線を設ける等してもよい。
As shown in FIG. 3, when precharge circuits are alternately connected to precharge circuit control lines PCSf1 and PCSf2, a precharge circuit adjacent to an inactive precharge circuit can be kept active. become. According to this configuration, the potential of the non-selected data line adjacent to the selected data line can be fixed, and the interference noise due to the capacitance between data lines, which is generated in the non-selected data line due to the potential change of the selected data line, is reduced it can. Note that, for example, three or more precharge circuit control lines may be provided.

【0018】さて、図2に戻って読み出し動作の説明を
続ける。時刻trf2において、PCf0を非活性化
し、DLfj−DLf0,DBfj−DBf0をフロー
ティング状態にする。次に時刻trf3において、WL
fiの電位をVSSからVCHに上げ、WLfiに接続
されたメモリセルMCfiy,MBfiyのトランジス
タをオンさせる。すると、選択されたメモリセル対MC
fij,MBfijの強誘電体キャパシタには、ほぼV
DD−VPLの電圧が印加され、DLfj−DLf0,
DBfj−DBf0に信号電位が現われる。この時、非
選択データ線対の電位はほぼVPLであるから、WLf
iに接続された非選択セルでは、WLfiによりトラン
ジスタがオンしても、強誘電体キャパシタにほとんど電
圧がかからない。よって、これらのメモリセルからは信
号が読み出されず、また情報が破壊されることもない。
ここで時刻trf4において、PNf,PPfによりセ
ンスアンプSAfを活性化し、DLfj−DLf0,D
Bfj−DBf0の電位差を感知・増幅する。この増幅
動作により、分極反転により情報が破壊されたメモリセ
ルMCfij,MBfijに対し、再書き込みが行われ
る。時刻trf5において、YSf0によりスイッチS
Wf0をオンさせ、DLfj−DLf0,DBfj−D
Bf0に読み出した信号をI/Ofに出力する。この
時、外部から書き込み信号を与えることにより、選択セ
ルに情報を書き込むことも可能である。時刻trf6に
おいてSWfj,SWf0をオフさせると共に、PCf
1〜PCfnを活性化してDLf1〜DLfn,DBf
1〜DBfnの電位をVPLに充電する。時刻trf7
において、WLfiの電位をVSSにしてセル選択トラ
ンジスタをオフさせることにより、メモリセルアレイが
待機状態に戻される。また、SAfが非活性化され、時
刻trf8においてPCf0を活性化させることにより
DLf0,DBf0の電位が待機状態に戻され、読み出
し動作が終了する。上記の読み出し動作において、WL
fiとDLfj,DBfjとの交点上にあるメモリセル
以外は情報が読み出されない。よって、不要のデータ線
対駆動を省き、低消費電力のメモリを構成できる。ま
た、不要のメモリセル駆動による強誘電体の膜疲労促進
を緩和し、信頼性の高いメモリを得ることができる。な
お、ここでは1対のメモリセルから情報を読み出す例を
示したが、複数のデータ線対にVDDプリチャージを行
い、WLfiをVCHとした後、データ線対を順次DL
f0,DBf0に接続して信号の増幅および入出力線へ
の読み出しを行ってもよい。また、VDDプリチャージ
ではなくVSSプリチャージとしても同様な読出し動作
が行えることは言うまでもない。
Returning to FIG. 2, the description of the read operation will be continued. At time trf2, PCf0 is inactivated, and DLfj-DLf0 and DBfj-DBf0 are brought into a floating state. Next, at time trf3, WL
The potential of fi is raised from VSS to VCH, and the transistors of the memory cells MCfiy and MBfiy connected to WLfi are turned on. Then, the selected memory cell pair MC
The ferroelectric capacitors of fij and MBfij have almost V
The voltage of DD-VPL is applied, and DLfj-DLf0,
A signal potential appears at DBfj-DBf0. At this time, since the potential of the unselected data line pair is almost VPL, WLf
In the unselected cell connected to i, almost no voltage is applied to the ferroelectric capacitor even if the transistor is turned on by WLfi. Therefore, no signal is read from these memory cells, and no information is destroyed.
Here, at time trf4, the sense amplifier SAf is activated by PNf and PPf, and DLfj−DLf0, Dfj
The potential difference between Bfj-DBf0 is sensed and amplified. By this amplifying operation, rewriting is performed on the memory cells MCfij and MBfij whose information has been destroyed by the polarization inversion. At time trf5, the switch S is set by YSf0.
Wf0 is turned on, and DLfj-DLf0, DBfj-D
The signal read to Bf0 is output to I / Of. At this time, it is also possible to write information to the selected cell by giving a write signal from outside. At time trf6, SWfj and SWf0 are turned off and PCf
1 to PCfn to activate DLf1 to DLfn, DBf
The potentials of 1 to DBfn are charged to VPL. Time trf7
In this case, the memory cell array is returned to the standby state by setting the potential of WLfi to VSS to turn off the cell selection transistor. Further, SAf is deactivated, and at time trf8, PCf0 is activated to return the potentials of DLf0 and DBf0 to the standby state, and the read operation ends. In the above read operation, WL
Information is not read from memory cells other than those located at the intersections of fi with DLfj and DBfj. Therefore, unnecessary driving of the data line pair can be omitted, and a memory with low power consumption can be configured. In addition, it is possible to reduce the acceleration of the ferroelectric film fatigue due to unnecessary memory cell driving, and to obtain a highly reliable memory. Although an example in which information is read from a pair of memory cells has been described here, VDD precharge is performed on a plurality of data line pairs, WLfi is set to VCH, and then the data line pairs are sequentially set to DL.
The signal may be connected to f0 and DBf0 to amplify a signal and read out to an input / output line. Needless to say, the same read operation can be performed by using VSS precharge instead of VDD precharge.

【0019】以上述べたように、図1及び図2で説明し
た本実施例によれば、不要のデータ線対駆動を省けるの
で動作時の消費電流を低減することができる。さらに、
複数のデータ線でセンスアンプを共用し、センスアンプ
数を大幅に削減することが可能となる。これにより、低
消費電力、低雑音の効果が得られると共に、センスアン
プの面積削減、レイアウト余裕緩和の効果がある。ま
た、選択されないメモリセルキャパシタの不必要な分極
反転を低減して、強誘電体の疲労を緩和することができ
る。
As described above, according to the present embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, unnecessary driving of the data line pair can be omitted, so that current consumption during operation can be reduced. further,
The sense amplifier can be shared by a plurality of data lines, and the number of sense amplifiers can be greatly reduced. As a result, the effects of low power consumption and low noise can be obtained, and the area of the sense amplifier can be reduced and the layout margin can be reduced. Further, unnecessary polarization inversion of the unselected memory cell capacitor can be reduced, and fatigue of the ferroelectric can be reduced.

【0020】図4は、本発明によるメモリの回路構成を
示した実施例であり、メモリセルアレイの構成および配
置を変え、ダミーセルを設けた点、およびデータ線と相
補データ線を並べず、ダミーデータ線を設けた点で、図
1に示した実施例と異なる。図において、ワード線WL
zx(x=1,…,m)とデータ線DLzy(y=1,
…,n)が行列状に配置され、WLzxとDLzyとの
交点上にメモリセルMCzxyが接続される。また、ダ
ミーワード線DWLzとダミーデータ線DDLzとの交
点上にダミーセルDMz1が接続される。ダミーセルの
キャパシタとしては、たとえばメモリセルのキャパシタ
より大面積のものを用いる。そして、読みだし動作直前
のダミーセルキャパシタの分極方向は、蓄積電極の電位
に選択データ線のプリチャージ電位、たとえばVDDを
印加し、一方プレートにVPLを印加したときに強誘電
体キャパシタに書き込まれる分極方向と同じに設定す
る。これにより、たとえば図2で説明したのと同様な読
みだし動作時に、データ線に現われる’1’および’
0’の信号電圧の中間の電圧がダミーデータ線に発生
し、メモリセルの記憶情報が検知される。なぜなら、メ
モリセルキャパシタの分極が読みだし動作時に非反転の
場合、キャパシタの面積の差だけダミーセルキャパシタ
の方が実効容量が大きいのでダミーデータ線の電位がデ
ータ線電位より低くなる。一方、メモリセルキャパシタ
の分極が反転の場合、反転にともないキャパシタに流入
する電流により、メモリセルキャパシタの方が実効容量
が大きくなるので、ダミーデータ線の電位がデータ線電
位より高くなるからである。なお、分極反転による実効
容量増大効果が、面積差による容量増大効果を上回るよ
うにダミーセルキャパシタを設計しなければならない。
DLzyは、それぞれプリチャージ回路PCzy、デー
タ線選択スイッチSWzyに接続される。PCzyは、
プリチャージ回路制御線PCSzo,PCSzeにより
制御され、活性化時において、プリチャージ電位供給線
VCSzの電位をDLzyに供給する。図の例では、P
CSzo、PCSzeに制御されるプリチャージ回路は
交互に配置され、1本おきのデータ線電位を固定するこ
とができる。SWzyは、列選択信号線YSzyにより
制御され、選択されたデータ線を感知・増幅用信号線D
Lz0に接続する。また、ダミーデータ線DDLzは、
プリチャージ回路DPCz、スイッチDSWzに接続さ
れる。DPCzは、プリチャージ回路制御線DPCSz
により制御され、活性化時において、プリチャージ電位
供給線DVCSzの電位をDDLzに供給する。DSW
zは、ダミーデータ線選択信号線DYSzにより制御さ
れ、DDLzを感知・増幅用信号線DDLz0に接続す
る。DLz0,DDLz0は、プリチャージ回路PCz
0、センスアンプSAz、入出力スイッチSWz0に接
続される。PCz0は、DLz0,DDLz0に充電を
行う。SAzは、DLz0,DDLz0間の電位差を感
知し増幅する。SWz0は、列選択信号線YSz0によ
り制御され、DLz0,DDLz0を入出力信号線対I
/Ozに接続する。読み出し動作および書き込み動作
は、前に述べた実施例と同様の原理に基づいて行えばよ
い。
FIG. 4 is an embodiment showing a circuit configuration of a memory according to the present invention. The configuration and arrangement of a memory cell array are changed, dummy data is provided, and data lines and complementary data lines are not arranged. The embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that a line is provided. In the figure, a word line WL
zx (x = 1,..., m) and the data line DLzy (y = 1,
.., N) are arranged in a matrix, and a memory cell MCzxy is connected to the intersection of WLzx and DLzy. Further, a dummy cell DMz1 is connected to an intersection of the dummy word line DWLz and the dummy data line DDLz. As the capacitor of the dummy cell, for example, a capacitor having a larger area than the capacitor of the memory cell is used. The polarization direction of the dummy cell capacitor immediately before the read operation is determined by applying the precharge potential of the selected data line, for example, VDD to the potential of the storage electrode, and the polarization written to the ferroelectric capacitor when VPL is applied to the plate. Set the same as the direction. Thereby, for example, during a read operation similar to that described with reference to FIG. 2, '1' and '
An intermediate voltage of the signal voltage of 0 'is generated in the dummy data line, and information stored in the memory cell is detected. This is because when the polarization of the memory cell capacitor is not inverted during the read operation, the potential of the dummy data line is lower than the data line potential because the effective capacity of the dummy cell capacitor is larger by the difference in capacitor area. On the other hand, when the polarization of the memory cell capacitor is inverted, the current flowing into the capacitor due to the inversion increases the effective capacitance of the memory cell capacitor, so that the potential of the dummy data line becomes higher than the data line potential. . The dummy cell capacitor must be designed so that the effect of increasing the effective capacitance due to the polarization inversion exceeds the effect of increasing the capacitance due to the area difference.
DLzy is connected to the precharge circuit PCzy and the data line selection switch SWzy, respectively. PCzy is
It is controlled by the precharge circuit control lines PCSzo and PCSze, and when activated, supplies the potential of the precharge potential supply line VCSz to DLzy. In the example shown, P
The precharge circuits controlled by CSzo and PCSze are alternately arranged, so that the potential of every other data line can be fixed. SWzy is controlled by a column selection signal line YSzy to sense and amplify the selected data line.
Connect to Lz0. The dummy data line DDLz is
The precharge circuit DPCz is connected to the switch DSWz. DPCz is a precharge circuit control line DPCSz
During activation, supplies the potential of the precharge potential supply line DVCSz to DDLz. DSW
z is controlled by the dummy data line selection signal line DYSz, and connects DDLz to the sensing / amplification signal line DDLz0. DLz0 and DDLz0 are precharge circuits PCz
0, the sense amplifier SAz, and the input / output switch SWz0. PCz0 charges DLz0 and DDLz0. SAz senses and amplifies the potential difference between DLz0 and DDLz0. SWz0 is controlled by a column selection signal line YSz0, and connects DLz0 and DDLz0 to the input / output signal line pair I.
/ Oz. The read operation and the write operation may be performed based on the same principle as in the above-described embodiment.

【0021】本実施例によれば、これまで述べたような
データ線対を基本とするアレイ構成に比べ、より高密度
のメモリを得ることができる。また、選択データ線に隣
接する非選択データ線の電位を固定することが可能であ
るので、このような構成においても、データ線間の干渉
雑音の影響を十分低減できる。なお、ダミーセルを複数
個アレイ状に接続する等の変更を行ってもよい。さら
に、図において、センス回路を挟んでダミーセル側に別
のメモリセルアレイを接続し、メモリセルアレイ側に別
のダミーセルを接続し、選択セルを含むメモリセルアレ
イの反対側のダミーセルを用いる構成としてもよい。
According to the present embodiment, a higher density memory can be obtained as compared with the array configuration based on the data line pairs as described above. Further, since the potential of the non-selected data line adjacent to the selected data line can be fixed, the influence of interference noise between the data lines can be sufficiently reduced even in such a configuration. Note that a change may be made such as connecting a plurality of dummy cells in an array. Further, in the drawing, another memory cell array may be connected to the dummy cell side with the sense circuit interposed, another dummy cell may be connected to the memory cell array side, and a dummy cell on the opposite side of the memory cell array including the selected cell may be used.

【0022】図5は、強誘電体メモリ回路を示す、本発
明の一実施例である。同図(a)はメモリアレー構成、
同図(b)は(a)においてメモリセルを選択するため
の、アドレス入力方法を示す。図5(a)において、セ
ンスアンプSAa1等を選択的に駆動するためのスイッ
チSWP1等が設けられている点が図1と異なる。セン
スアンプの電源線がセンスアンプごとに設けられる図1
の例に比較して、センスアンプ電源線は共通化している
ので、メモリアレーを高集積化できる。ここで、SWP
1等を駆動する選択線YSDa1等は必要であるが、電
源線より細い配線でよいので高集積化に支障はない。し
たがって、メモリアレーを高集積化するのにより適した
構成である。図5(a)は、Vss(0V)プリチャー
ジで読出し動作を行なう場合であり、センスアンプの高
電位側の電源線に対してのみスイッチが設けられる。V
DDプリチャージの場合もセンスアンプの低電位側の電
源線に対してのみスイッチを設けることにより、本発明
の実施例の概念が同様に適用できることは言うまでもな
い。図5(b)は、同図(a)におけるメモリセルMC
ai1等を選択するための、アドレス入力方法を示すも
のである。2回に分けてアドレス入力を行うが、第二の
アドレスにワード線の選択情報が含まれる点が特徴的で
ある。まず、第一のアドレスストローブ信号/CS1の
立ち下がりに呼応して、YSajを指定するアドレス
(センスアンプに接続してVSSプリチャージを行うデ
ータ線の選択情報)が取り込まれる。この情報は、接続
されたセンスアンプ、たとえばSAaiをYSDa1に
より選択的に活性化するためにも用いられる。次に、第
二のアドレスストローブ信号/CS2の立ち下がりに呼
応して、ワード線WLaiを指定するアドレス、および
YSSAakを指定するアドレス(入出力線I/Oaに
接続するセンスアンプの選択情報)が取り込まれる。こ
こで、YSajによりただ1つのデータ線対が選択さ
れ、ただ1つのセンスアンプに接続される場合にはYS
SAakを/CS2に呼応して入力する必要はないが、
YSajにより複数のデータ線対が複数のセンスアンプ
にそれぞれ接続される場合にはYSSAakが必要とな
る。以上の2度にわたるアドレス取り込みの結果、指定
されたメモリセルの情報が、たとえば読出されDout
として出力される。本発明の実施例によれば、ワード線
のアドレスを先に入力する入力方法に比べ、VSSプリ
チャージすべき選択データ線および活性化すべきセンス
アンプを含むブロックが最初に与えられ、最初のアドレ
ス入力後直ちに読出し動作(選択的プリチャージ動作)
を開始できるので、低消費電力でかつ高速なメモリが得
られる効果がある。また、アドレスを複数回に分けて入
力する結果、アドレスピンの数を削減でき、少ないピン
数で高集積の半導体メモリを実装できる効果がある。複
数のデータ線対間でセンスアンプを共有することによ
り、センスアンプの占有面積を低減でき、チップ面積を
小さくできるので、チップ価格を安くできる効果もあ
る。なお、図5(b)に示したアドレス入力法の概念
が、図1および図4のメモリアレーに対しても適用でき
ることは言うまでもない。たとえば、図1のメモリアレ
ーの場合は、第一のアドレスストローブ信号/CS1に
呼応してYSfj、PPf、PNfに関する情報が取り
込まれ、第二のアドレスストローブ信号/CS2に呼応
してWLfi、YSf0に関する情報が取り込まれる。
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention showing a ferroelectric memory circuit. FIG. 2A shows a memory array configuration,
FIG. 2B shows an address input method for selecting a memory cell in FIG. FIG. 5A is different from FIG. 1 in that a switch SWP1 and the like for selectively driving the sense amplifier SAa1 and the like are provided. FIG. 1 in which a power supply line of a sense amplifier is provided for each sense amplifier
Since the sense amplifier power supply line is shared as compared with the example of the above, the memory array can be highly integrated. Where SWP
Although a selection line YSDa1 for driving 1 and the like is necessary, a wiring thinner than a power supply line may be used, so that high integration is not hindered. Therefore, the configuration is more suitable for highly integrating the memory array. FIG. 5A shows a case in which a read operation is performed by Vss (0 V) precharge, and a switch is provided only for the power supply line on the high potential side of the sense amplifier. V
In the case of DD precharge, it is needless to say that the concept of the embodiment of the present invention can be similarly applied by providing a switch only for the power supply line on the low potential side of the sense amplifier. FIG. 5B shows the memory cell MC in FIG.
It shows an address input method for selecting ai1 and the like. Although the address is input twice, it is characterized in that the second address includes the word line selection information. First, in response to the fall of the first address strobe signal / CS1, an address designating YSaj (selection information of a data line to be connected to a sense amplifier and performing VSS precharge) is fetched. This information is also used to selectively activate the connected sense amplifier, for example, SAai by YSDa1. Next, in response to the fall of the second address strobe signal / CS2, the address specifying the word line WLai and the address specifying the YSSAak (selection information of the sense amplifier connected to the input / output line I / Oa) are changed. It is captured. Here, when only one data line pair is selected by YSaj, and when connected to only one sense amplifier, YSaj
It is not necessary to input SAak in response to / CS2,
When a plurality of data line pairs are respectively connected to a plurality of sense amplifiers by YSaj, YSSAak is required. As a result of the address fetching twice, the information of the specified memory cell is read out, for example, Dout.
Is output as According to the embodiment of the present invention, a block including a selected data line to be VSS precharged and a sense amplifier to be activated is provided first, compared with the input method of inputting the address of the word line first, and the first address input is performed. Read operation immediately afterwards (selective precharge operation)
Can be started, so that a high-speed memory with low power consumption can be obtained. Further, as a result of inputting the address in a plurality of times, the number of address pins can be reduced, and there is an effect that a highly integrated semiconductor memory can be mounted with a small number of pins. By sharing the sense amplifier between a plurality of data line pairs, the area occupied by the sense amplifier can be reduced and the chip area can be reduced, so that there is also an effect that the chip price can be reduced. It is needless to say that the concept of the address input method shown in FIG. 5B can be applied to the memory arrays shown in FIGS. For example, in the case of the memory array of FIG. 1, information on YSfj, PPf, and PNf is fetched in response to a first address strobe signal / CS1, and information on WLfi and YSf0 is received in response to a second address strobe signal / CS2. Information is captured.

【0023】図6は、強誘電体メモリ回路を示す、本発
明の一実施例であり、図5と同様なメモリ回路が2つ並
列して配置され、さらに周辺回路まで含めてより詳細に
記述したものである。メモリアレー内の様々なスイッチ
を制御するための制御線が、交差して設けられている。
まず、選択データ線をセンスアンプに接続するためのス
イッチはYデコーダYDECbからのY選択線YDb1
2等により選択される。一連の情報読み出し、書き込み
動作の中でのスイッチングのタイミングは、データ線に
交差する制御線YEb0によりコントロールされる。セ
ンスアンプSAb1等はYデコーダYDECbからのY
選択線YDb12等により選択される。選択されたセン
スアンプを活性化するタイミングは、データ線に交差す
る制御線P1bによりコントロールされる。また、選択
されたセンスアンプと入出力線I/Obとを接続するタ
イミングは、データ線に交差する制御線YEb1により
コントロールされる。データ線対を電源線VCSbの電
位、たとえばVDD/2の電位にプリチャージするため
の回路PCb1等が、データ線対ごとに設けられる。一
方、センスアンプの感知信号線を電源線VSAbの電
位、たとえば0Vの電位にプリチャージするための回路
PCSAb1等が、センスアンプごとに設けられる。上
記メモリセルアレーはMCTLb、XABb、YAB
b、XDECb、YDECbの周辺回路により制御され
る。コントロール回路MCTLbは、入力信号/CS
1、/CS2の状態に応じて、入力アドレスA0〜AN
の意味を解読する。周辺回路XABbは、Xアドレスを
生成し、最終的にワード線、たとえばWLbiを選択す
るための回路であり、MCTLbからの信号R1bによ
り入力アドレスA0〜ANが少なくともその一部にXア
ドレスを含むと指定された場合は、入力アドレスをもと
にXアドレスAWbを生成する。この情報はXデコーダ
XDECbにより解読され、最終的にワードドライバ、
たとえばXDRVbを活性化して、ワード線を選択す
る。なお、後に示すように、XDECbからの信号XD
0bは、信号線PCSbi、PCSSAb1、P1b、
YEb0、YEb1等の選択に用いる場合もある。周辺
回路YABbは、Yアドレスを生成し、最終的にデータ
線を選択するための回路であり、MCTLbからの信号
C1bにより入力アドレスA0〜ANが少なくともその
一部にYアドレスを含むと指定された場合は、入力アド
レスをもとにYアドレスADbを生成する。この情報は
YデコーダYDECbにより解読され、最終的にデータ
線、センスアンプを選択する。
FIG. 6 shows an embodiment of the present invention showing a ferroelectric memory circuit. Two memory circuits similar to FIG. 5 are arranged in parallel and further described in detail including peripheral circuits. It was done. Control lines for controlling various switches in the memory array are provided crosswise.
First, the switch for connecting the selected data line to the sense amplifier is connected to the Y selection line YDb1 from the Y decoder YDECb.
2 or the like. Switching timing in a series of information reading and writing operations is controlled by a control line YEb0 crossing the data line. The sense amplifiers SAb1 and the like receive the Y signal from the Y decoder YDECb.
The selection is made by the selection line YDb12 or the like. The timing for activating the selected sense amplifier is controlled by a control line P1b crossing the data line. The timing of connecting the selected sense amplifier to the input / output line I / Ob is controlled by a control line YEb1 crossing the data line. A circuit PCb1 or the like for precharging the data line pair to the potential of the power supply line VCSb, for example, the potential of VDD / 2 is provided for each data line pair. On the other hand, a circuit PCSAb1 or the like for precharging the sense signal line of the sense amplifier to the potential of the power supply line VSAb, for example, the potential of 0 V, is provided for each sense amplifier. The memory cell array includes MCTLb, XABb, YAB
b, XDECb, and YDECb are controlled by peripheral circuits. The control circuit MCTLb receives the input signal / CS
1, input addresses A0 to AN according to the state of / CS2.
Decipher the meaning of. The peripheral circuit XABb is a circuit for generating an X address and finally selecting a word line, for example, WLbi. When the input addresses A0 to AN include the X address in at least a part thereof according to a signal R1b from the MCTLb. If specified, an X address AWb is generated based on the input address. This information is decoded by the X decoder XDECb, and finally the word driver,
For example, XDRVb is activated to select a word line. As described later, the signal XD from XDECb
0b is a signal line PCSbi, PCSSAb1, P1b,
It may be used to select YEb0, YEb1, etc. The peripheral circuit YABb is a circuit for generating a Y address and finally selecting a data line. The signal C1b from the MCTLb specifies that the input addresses A0 to AN include at least a part of the Y address. In this case, the Y address ADb is generated based on the input address. This information is decoded by the Y decoder YDECb, and finally selects a data line and a sense amplifier.

【0024】図7は、図6のワードドライバXDRVb
等の一例であり、信号線XD0bがハイレベル、信号線
XEB0がロウレベルにセットされたドライバに限り、
ワード線WLbが活性化される。信号線WPHbは通常
ロウレベルにあり、ワード線電位を0Vに固定するが、
ドライバを動作させるときには、ハイレベルとして、信
号線XD0bおよびXEB0の入力に対応してドライバ
を動作させる。
FIG. 7 shows the word driver XDRVb of FIG.
For example, only the driver in which the signal line XD0b is set to the high level and the signal line XEB0 is set to the low level,
Word line WLb is activated. The signal line WPHb is normally at a low level, and the word line potential is fixed at 0 V.
When operating the driver, the driver is set to a high level to operate the driver in accordance with the input of the signal lines XD0b and XEB0.

【0025】図8は、図6のメモリ回路の情報読み出し
動作波形を示す、本発明の一実施例である。コントロー
ル回路MCTLbへの第一のアドレスストローブ信号/
CS1がロウレベルになると、アドレス信号A0〜AN
がデータ線の選択アドレスとして取り込まれ、信号AD
bさらにはYDb1、YDb12等を発生する。これと
並行して信号線たとえばPCSb1をロウレベルにし
て、データ線電位をVDD/2のフローティング状態に
する。この後、信号線YEb0をハイレベルにすると、
たとえば信号線YDb1で選択されたデータ線対DLb
1、DBb1のみがスイッチSWb1によりセンスアン
プSAb1に接続される。これに伴い、DLb1、DB
b1は回路PCSAb1により0Vにプリチャージされ
る。その他のデータ線はVDD/2の電位のままであ
る。次に、信号線PCSSAb1をロウレベルにして、
DLb1、DBb1をフローティング状態にする。さら
に、コントロール回路MCTLbへの第二のアドレスス
トローブ信号/CS2がロウレベルになると、アドレス
信号A0〜ANがワード線の選択アドレスとして取り込
まれ、信号AWbさらにはXD0b、XEBb等を発生
する。また、図7に示すワードドライバの活性化信号W
PHbもハイレベルにする。この結果、XD0b、XE
Bb等で選択されたワード線、たとえばWLbiが活性
化される。ワード線を活性化する前には、メモリセルキ
ャパシタのプレートPLbに対向する側のノード電位は
VDD/2にあり、DLb1、DBb1は0Vのフロー
ティング状態にあるので、WLbiの活性化に伴いDL
b1、DBb1の電位はわずかに上昇する。この電位上
昇量は、データ線の寄生容量と、強誘電体キャパシタの
実効容量とにより決まる。ここでメモリセルMCbi1
およびMBbi1の強誘電体キャパシタには反対方向の
分極が書き込んであるので、DLb1とDBb1とに電
位差が生じる。この理由は、PLbの電位がVDD/
2、DLb1、DBb1がほぼ0Vなので、WLb1を
活性化することにより2つの強誘電体キャパシタの分極
は一方向に揃う。すなわち、いずれか一方の分極は反転
する。分極が反転する場合、これを補償する余分の電荷
が必要と成り、キャパシタ容量が実効的に大きくなる。
この結果、分極の反転した側のデータ線の信号電位はよ
りVDD/2に近くなる。以上の原理に基づき発生した
DLb1とDBb1との電位差を、センスアンプSAb
1により検知するため、信号線P1bをハイレベルにす
る。この結果、YDb12で選択されたセンスアンプS
Ab1のみが活性化され、DLb1、DBb1の一方を
VDDに、他方を0Vに増幅する。この段階で、メモリ
セルMCbi1、MBbi1への情報再書き込みも行わ
れる。信号線YEb1をハイレベルにすると、YDb1
2で選択されたセンスアンプSAb1のみが入出力線I
/Obに接続され、情報を読み出すことができる。な
お、ワード線WLbiの活性化にともないWLbiと非
選択データ線との交点に設けられたメモリセルの情報が
破壊されることはない。なぜなら、プレートPLbおよ
び非選択データ線の電位は共にVDD/2であり、非選
択メモリセルの強誘電体キャパシタに電圧が印加される
ことはないからである。読み出し動作を終了するには、
/CS1をハイレベルにもどし、これに同期して、Yア
ドレスADb、YDb1、YDb12等を戻す。また、
YEb0をロウレベルにしてデータ線DLb1、DBb
1をセンスアンプSAb1から切り離した後、PCSb
1をハイレベルに戻してデータ線をVDD/2にプリチ
ャージする。データ線がVDD/2にプリチャージされ
た後に、ワードドライバのWPHbをロウレベルにして
ワード線WLbiを非活性にするが、ワードドライバの
貫通電流を防ぐため、/CS1の立ち上がりに同期して
XD0bをあらかじめロウレベルに戻しておく。最後
に、/CS2をハイレベルに戻し、これに同期してAW
bおよびXEBbをそれぞれロウレベル、ハイレベルに
戻す。以上述べた、本発明の動作方法によれば、/CS
1信号に同期した1回目のアドレス入力情報により、デ
ータ線を選択的に0Vにプリチャージするので、同アド
レス情報をワード線の選択に用いる場合に比べ、高速か
つ低消費電流の動作が可能となる。なぜなら、1回目の
アドレス情報でワード線を選択する場合は、ワード線を
選択する前に、まずデータ線をプリチャージする期間を
設ける必要がある。したがって、データ線をプリチャー
ジした後ワード線を選択し、2回目のアドレス情報でデ
ータ線、センスアンプを選択することになる。したがっ
て、データ線をプリチャージする期間だけアクセス時間
が遅くなる。しかも、この場合は、すべてのデータ線を
プリチャージする必要がある。したがって、データ線充
放電に伴う消費電流が大きくなる。
FIG. 8 is an embodiment of the present invention showing an information reading operation waveform of the memory circuit of FIG. The first address strobe signal / to the control circuit MCTLb
When CS1 goes low, the address signals A0-AN
Is taken in as the data line selection address, and the signal AD
b and YDb1, YDb12, etc. are generated. In parallel with this, the signal line, for example, PCSb1 is set to the low level, and the data line potential is set to the floating state of VDD / 2. Thereafter, when the signal line YEb0 is set to a high level,
For example, data line pair DLb selected by signal line YDb1
1, only DBb1 is connected to sense amplifier SAb1 by switch SWb1. Along with this, DLb1, DB
b1 is precharged to 0 V by the circuit PCSAb1. Other data lines remain at the potential of VDD / 2. Next, the signal line PCSSAb1 is set to low level,
DLb1 and DBb1 are set to the floating state. Further, when the second address strobe signal / CS2 to the control circuit MCTLb goes low, the address signals A0 to AN are taken in as word line selection addresses, and the signals AWb, XD0b, XEBb, etc. are generated. Further, the activation signal W of the word driver shown in FIG.
PHb is also set to a high level. As a result, XD0b, XE
A word line selected by Bb or the like, for example, WLbi is activated. Before the word line is activated, the node potential of the memory cell capacitor on the side facing the plate PLb is at VDD / 2, and DLb1 and DBb1 are in a floating state of 0 V.
The potentials of b1 and DBb1 slightly increase. This potential rise amount is determined by the parasitic capacitance of the data line and the effective capacitance of the ferroelectric capacitor. Here, the memory cell MCbi1
Since the polarization in the opposite direction is written in the ferroelectric capacitors of MBbi1 and MBbi1, a potential difference occurs between DLb1 and DBb1. This is because the potential of PLb is VDD /
2, since DLb1 and DBb1 are almost 0 V, the polarization of the two ferroelectric capacitors is aligned in one direction by activating WLb1. That is, one of the polarizations is inverted. When the polarization is reversed, an extra charge for compensating the polarization is required, and the capacitance of the capacitor is effectively increased.
As a result, the signal potential of the data line on the side where the polarization is inverted becomes closer to VDD / 2. The potential difference between DLb1 and DBb1 generated based on the above principle is determined by the sense amplifier SAb.
1, the signal line P1b is set to a high level. As a result, the sense amplifier S selected by YDb12
Only Ab1 is activated, and one of DLb1 and DBb1 is amplified to VDD and the other is amplified to 0V. At this stage, information is rewritten to the memory cells MCbi1 and MBbi1. When the signal line YEb1 is set to a high level, YDb1
2 is the only input / output line Ib
/ Ob to read information. Note that the activation of the word line WLbi does not destroy the information of the memory cell provided at the intersection between the WLbi and the unselected data line. This is because the potential of the plate PLb and the potential of the unselected data line are both VDD / 2, and no voltage is applied to the ferroelectric capacitors of the unselected memory cells. To end the read operation,
/ CS1 is returned to the high level, and in synchronization with this, the Y addresses ADb, YDb1, YDb12, etc. are returned. Also,
By setting YEb0 to low level, the data lines DLb1, DBb
1 is disconnected from the sense amplifier SAb1 and then PCSb
1 is returned to the high level to precharge the data line to VDD / 2. After the data line is precharged to VDD / 2, the word line WPHb is set to low level to deactivate the word line WLbi. Return to low level in advance. Finally, / CS2 is returned to the high level, and AW
b and XEBb are returned to a low level and a high level, respectively. According to the operation method of the present invention described above, / CS
Since the data line is selectively precharged to 0 V by the first address input information synchronized with one signal, the operation can be performed at a higher speed and with lower current consumption than when the same address information is used for selecting a word line. Become. This is because, when a word line is selected by the first address information, it is necessary to first provide a period for precharging the data line before selecting the word line. Therefore, after precharging the data line, the word line is selected, and the data line and the sense amplifier are selected by the second address information. Therefore, the access time is delayed only during the period for precharging the data lines. Moreover, in this case, it is necessary to precharge all data lines. Therefore, current consumption accompanying data line charging / discharging increases.

【0026】情報の書き換え動作を行うには、図8にお
いてYEb1をハイレベルにし、センスアンプと入出力
線とを接続している時点で、入出力線側からセンスアン
プを強制的に反転させてやれば良い。あるいは、図7の
ような読み出し動作を行うことなく、たとえばYDb1
2、YDb1、WLbiの活性化により、情報を書き換
えるメモリセルに対し、キャパシタのデータ線側のノー
ドを、入出力線に接続して、直ちに情報を書き換えても
良い。
In order to carry out the information rewriting operation, YEb1 is set to the high level in FIG. 8 and when the sense amplifier is connected to the input / output line, the sense amplifier is forcibly inverted from the input / output line side. Just do it. Alternatively, for example, without performing the read operation as shown in FIG.
2. With the activation of YDb1 and WLbi, the node on the data line side of the capacitor may be connected to the input / output line for the memory cell whose information is to be rewritten, and the information may be immediately rewritten.

【0027】以上図6〜図8で説明した本発明の実施例
によれば、情報の読み出し、書き込みに際して、選択さ
れたメモリセルの接続するデータ線のみを充放電すれば
良いので、動作時の消費電流を大幅に削減できる効果が
ある。さらに、アドレスを2回に分けて入力できるの
で、パッケージのピン数を少なく抑えつつ、メモリ記憶
容量を増大することができる。しかも、1回目のアドレ
スをデータ線の選択的なVss(0V)プリチャージ用
情報に用いるので、1回目のアドレスをワード線の選択
情報に用いる場合に比べ、動作速度の劣化を抑えつつ低
消費電力を実現できる効果がある。また、センスアンプ
の活性化を行うに際し、センスアンプのpチャネル電界
効果トランジスタ側のみにスイッチを設けることによ
り、nチャネル電界効果トランジスタ側にも同時にスイ
ッチを設ける場合に比べ、回路が簡素化され、スイッチ
回路の占有面積を小さくできる効果がある。さらに、セ
ンスアンプを複数のデータ線間で共有する構成が可能と
なるので、センスアンプの占有面積を減らし、チップ面
積を小さくできる効果がある。なお、本発明の実施例で
は、Vssプリチャージによる情報読み出し方法につい
て説明したが、VDDプリチャージでも同様に行えるこ
とは言うまでもない。
According to the embodiment of the present invention described above with reference to FIGS. 6 to 8, at the time of reading or writing information, only the data line connected to the selected memory cell needs to be charged and discharged. This has the effect of greatly reducing the current consumption. Further, since the address can be input twice, the memory storage capacity can be increased while keeping the number of pins of the package small. In addition, since the first address is used for the selective Vss (0 V) precharge information of the data line, the power consumption is reduced while suppressing the deterioration of the operation speed as compared with the case where the first address is used for the word line selection information. This has the effect of realizing power. Also, when activating the sense amplifier, by providing a switch only on the p-channel field-effect transistor side of the sense amplifier, the circuit is simplified as compared with a case where a switch is provided on the n-channel field-effect transistor side at the same time. This has the effect of reducing the area occupied by the switch circuit. Further, since a configuration in which the sense amplifier is shared between a plurality of data lines is possible, there is an effect that the area occupied by the sense amplifier can be reduced and the chip area can be reduced. In the embodiment of the present invention, the information reading method using the Vss precharge has been described, but it goes without saying that the same can be performed with the VDD precharge.

【0028】図9は、強誘電体メモリ回路を示す、本発
明の別の実施例である。図6と比較して、YデコーダY
DECc1からの1つの信号線、たとえばYDc12に
より、複数のセンスアンプを同時に選択し、1つの信号
線、たとえばYDc1等によって、複数のデータ線対を
同時に選択する点が特徴的である。複数のデータ線対は
それぞれ異なるセンスアンプに接続される。図9におい
ては、信号線YDc12が、2つのセンスアンプを、信
号線YDc1等が2つのデータ線対を選択する例を示し
ている。センスアンプSAc1およびSAc2は、信号
線P1cによる制御で、同時に活性化される。また、セ
ンスアンプSAc1およびSAc2は、信号線YEc1
による制御で、別の入出力線I/Oc1およびI/Oc
2にそれぞれ接続される。たとえば、情報読み出し時に
おいて、センスアンプからの出力はレジスタRScに蓄
えられ、デコーダ回路YDECc2による選択により、
適宜主入出力線I/OMcに出力される。この場合、た
とえば図5(b)と同様な方法でアドレスを入力すれば
よいが、図5(b)において第二のアドレスでYSSA
akを選択する代わりに、図9ではレジスタRScと主
入出力線I/OMcとの間のスイッチを制御する。ある
いは、コントロール回路YDECc2はカウンタであっ
て、2回目のアドレスをもとに、レジスタRScの情報
を順次主入出力線I/OMcに転送する。カウンタアッ
プ動作は、外部からの信号、たとえば/CS2信号ある
いはシステムクロック信号を用いれば良い。本発明の実
施例によれば、信号線YDc1等や、YDc1と信号線
YEc0との間で構成されるアンド回路等を、データ線
ピッチに合わせて配置する必要がなく、YDc1〜YD
c4、YDc12の間隔を広く取れる。したがって、レ
イアウトが容易になり、またアンド回路によりチップ面
積の増大を招くこともない。しかも、ワード線と交差す
る全てのデータ線を充放電する場合に比べて、動作時の
消費電流を小さくできる効果がある。さらに、データを
センスアンプにラッチしたまま、一連のデータを高速に
読み出し、書き換えできる効果がある。すなわち、図5
(b)で説明したのと同様な読み出し方法において、3
回目以降の入力アドレスも/CS2信号に呼応させて、
同じワード線を選択したまま活性化した上記センスアン
プの選択に用いることにより、一連のデータの高速な読
み出し、書き換えが可能となる。あるいは、2回目の入
力アドレスをもとに、カウンタにより内部アドレスを発
生させ、レジスタRScの情報を連続的に読み出し、あ
るいは書き換えることも可能である。
FIG. 9 is another embodiment of the present invention showing a ferroelectric memory circuit. As compared with FIG.
A feature is that a plurality of sense amplifiers are simultaneously selected by one signal line from DECc1, for example, YDc12, and a plurality of data line pairs are simultaneously selected by one signal line, for example, YDc1. The plurality of data line pairs are respectively connected to different sense amplifiers. FIG. 9 shows an example in which the signal line YDc12 selects two sense amplifiers, and the signal line YDc1 and the like select two data line pairs. The sense amplifiers SAc1 and SAc2 are simultaneously activated under the control of the signal line P1c. The sense amplifiers SAc1 and SAc2 are connected to the signal line YEc1.
Control of the other input / output lines I / Oc1 and I / Oc
2 respectively. For example, at the time of reading information, the output from the sense amplifier is stored in the register RSc, and is selected by the decoder circuit YDECc2.
It is output to the main input / output line I / OMc as appropriate. In this case, for example, the address may be input in the same manner as in FIG. 5B, but in FIG.
Instead of selecting ak, FIG. 9 controls a switch between the register RSc and the main input / output line I / OMc. Alternatively, the control circuit YDECc2 is a counter, and sequentially transfers the information of the register RSc to the main input / output line I / OMc based on the second address. The counter up operation may use an external signal, for example, a / CS2 signal or a system clock signal. According to the embodiment of the present invention, it is not necessary to arrange the signal lines YDc1 and the like and the AND circuit between the YDc1 and the signal lines YEc0 in accordance with the data line pitch.
The interval between c4 and YDc12 can be widened. Therefore, the layout becomes easy, and the chip area does not increase due to the AND circuit. In addition, the current consumption during operation can be reduced as compared with the case where all data lines crossing the word lines are charged and discharged. Further, there is an effect that a series of data can be read and rewritten at high speed while the data is latched in the sense amplifier. That is, FIG.
In a reading method similar to that described in (b), 3
The input addresses after the first time are also made to correspond to the / CS2 signal,
By using the selected word line for selecting the activated sense amplifier, the series of data can be read and rewritten at high speed. Alternatively, an internal address can be generated by a counter based on the second input address, and the information in the register RSc can be continuously read or rewritten.

【0029】図10は、強誘電体メモリ回路を示す、本
発明の別の実施例である。複数のセンスアンプが信号線
YDd12の制御により、同時に活性化される点は図9
と同様である。図9と異なる点は、同時に活性化された
センスアンプは、コントロール回路YDECd2によ
り、選択的に同一の入出力線I/Odに接続されること
である。コントロール回路YDECd2は、たとえばカ
ウンタであって、センスアンプ群選択信号YDd12に
より活性化され、信号線YEd1からの信号で、順次一
連のセンスアンプが共通入出力線I/Odに接続され
る。コントロール回路YDECd2をアドレスデコーダ
で構成しても良いことは、言うまでもない。この場合、
たとえば図5(b)と同様な方法でアドレスを入力すれ
ば、高速かつ低消費電力の強誘電体メモリが実現でき
る。本発明の実施例によれば、図9の実施例と同様な効
果がある。すなわち、YDd1〜YDd4、YDd12
の間隔を広く取れる。また、ワード線と交差する全ての
データ線を充放電する場合に比べて、動作時の消費電流
を小さくできる。さらに、データをセンスアンプにラッ
チしたまま、一連のデータを高速に読み出し、書き換え
できる。
FIG. 10 is another embodiment of the present invention showing a ferroelectric memory circuit. The point that a plurality of sense amplifiers are simultaneously activated by the control of the signal line YDd12 is shown in FIG.
Is the same as The difference from FIG. 9 is that the simultaneously activated sense amplifiers are selectively connected to the same input / output line I / Od by the control circuit YDECd2. The control circuit YDECd2 is, for example, a counter, which is activated by a sense amplifier group selection signal YDd12, and a series of sense amplifiers are sequentially connected to a common input / output line I / Od by a signal from a signal line YEd1. It goes without saying that the control circuit YDECd2 may be constituted by an address decoder. in this case,
For example, if an address is input in the same manner as in FIG. 5B, a high-speed and low-power-consumption ferroelectric memory can be realized. According to the embodiment of the present invention, the same effect as the embodiment of FIG. 9 is obtained. That is, YDd1 to YDd4, YDd12
Can be widely spaced. Further, current consumption during operation can be reduced as compared with the case where all data lines crossing the word lines are charged and discharged. Further, a series of data can be read and rewritten at high speed while the data is latched in the sense amplifier.

【0030】図11は、強誘電体メモリ回路を示す、本
発明の別の実施例である。1つのメモリアレーブロック
MA0−00等は、1つのセンスアンプとi+1本のデ
ータ線対とを有し、たとえば図5(a)と同様に構成さ
れる。ただし、センスアンプを挟んで両側にメモリアレ
ーが配置されている。k+1個のブロックMA0−00
〜MAk−00の相似な位置にあるデータ線対は、Yア
ドレス線、たとえばYDM0−0とこれに交差する信号
線YEU0−0またはYE0D−0の交点として、同時
に各ブロック内のセンスアンプに接続される。また、M
A0−00〜MAk−00の各ブロック内にあるk+1
個のセンスアンプSA00等は、Yアドレス線YDSA
−0とこれに交差する信号線P1−0との交点として活
性化される。同時に活性化されたk+1個のセンスアン
プSA00等の入出力線IO00への接続は、Yアドレ
ス線YDSA00〜YDSAk0と信号線P1−0との
交点として選択的に行われる。図11の場合、MA0−
00〜MAk−00と同様なk+1個のブロックからな
る単位が、横方向にn+1個、縦方向にm+1個配置さ
れている。このようにして、2本の交差する信号線を選
択することにより、メモリセルの情報を選択的に読出
し、あるいは書き換えることができる。
FIG. 11 is another embodiment of the present invention showing a ferroelectric memory circuit. One memory array block MA0-00 or the like has one sense amplifier and i + 1 data line pairs, and is configured, for example, in the same manner as FIG. However, memory arrays are arranged on both sides of the sense amplifier. k + 1 blocks MA0-00
Data line pairs at similar positions of .about.MAk-00 are simultaneously connected to sense amplifiers in each block as intersections of Y address lines, for example, YDM0-0 and signal lines YEU0-0 or YE0D-0 intersecting therewith. Is done. Also, M
K + 1 in each block of A0-00 to MAk-00
Sense amplifiers SA00 and the like are connected to the Y address line YDSA
It is activated as an intersection between −0 and a signal line P1-0 intersecting with −0. The connection of the (k + 1) sense amplifiers SA00 and the like activated at the same time to the input / output line IO00 is selectively performed as an intersection between the Y address lines YDSA00 to YDSAk0 and the signal line P1-0. In the case of FIG.
Units consisting of k + 1 blocks similar to 00 to MAk-00 are arranged in the horizontal direction and in the vertical direction. In this manner, by selecting two intersecting signal lines, information in a memory cell can be selectively read or rewritten.

【0031】図12は図11と同様なメモリ回路におけ
るアドレス入力方法を示す、本発明の一実施例である。
まず、第一のアドレスストローブ信号/CS1の立ち下
がりに呼応して、Yアドレス線YDMs−t、YDSA
−t(0≦s≦i、0≦t≦m)および信号線YE0U
−rまたはYE0D−r、P1−r(0≦r≦n)の選
択、すなわち、0Vにプリチャージするデータ線対の選
択情報が取り込まれる。次に、第二のアドレスストロー
ブ信号/CS2の立ち下がりに呼応して、ブロック
(t,r)内のワード線WL0(i)等および活性され
たk+1個のセンスアンプのうち一つを選択するYアド
レス線YDSAp1t(0≦p1≦k)の選択情報が取り
込まれる。このように、1回の入力アドレスはXデコー
ダXDECおよびYデコーダYDECの情報として適宜
分岐される。図11及び図12で述べた本発明の実施例
によれば、図9、10と同様な理由で信号線YDM0−
0〜YDMi−0等のレイアウトが容易になり、かつ動
作時の消費電流を低減できる効果がある。特に、2本の
交差する信号線、たとえばYDM0−0とYE0U−0
との論理積によりデータ線の選択を行うので、同じ信号
線YDM0−0の通過するメモリアレーブロックMA0
−00〜MA0−0nのうち、MA0−00のみを選択
することができ、上記の効果、すなわち信号線のレイア
ウトが容易で、かつ動作時の消費電流を低減できる効果
がより顕著となる。また別の効果としては、同時に活性
化されるセンスアンプを、信号線YDSA00等により
順次入出力線に接続することにより、一連のデータを高
速に読み出し、書き換えできる効果がある。さらに、同
一のセンスアンプを共有するデータ線対の数i+1を増
やすことにより、データ線長を短くできるので、データ
線の寄生容量を減らすことができ、その結果、信号電圧
を大きくできる効果がある。なお、iを大きくする場
合、kも大きくすれば(mを小さくすれば)、信号線Y
DM0−0〜m、…YDMi−0〜m、YDSA−0〜
m等のアドレス数を一定にできる。したがって、データ
線の寄生容量を減らすことに伴い、1回目のアドレス情
報量が増加することはない。
FIG. 12 is an embodiment of the present invention showing an address input method in a memory circuit similar to FIG.
First, in response to the fall of the first address strobe signal / CS1, the Y address lines YDMs-t, YDSA
-T (0 ≦ s ≦ i, 0 ≦ t ≦ m) and the signal line YE0U
Selection information of -r or YE0D-r, P1-r (0 ≦ r ≦ n), that is, selection information of a data line pair to be precharged to 0V is taken in. Next, in response to the fall of the second address strobe signal / CS2, one of the word lines WL0 (i) and the like and the activated (k + 1) sense amplifiers in the block (t, r) is selected. The selection information of the Y address line YDSAp1t (0 ≦ p1 ≦ k) is fetched. As described above, one input address is appropriately branched as information of the X decoder XDEC and the Y decoder YDEC. According to the embodiment of the present invention described in FIGS. 11 and 12, for the same reason as in FIGS.
There is an effect that the layout of 0 to YDMi-0 or the like becomes easy and current consumption during operation can be reduced. In particular, two intersecting signal lines, eg, YDM0-0 and YE0U-0
And the data line is selected by the logical product of the memory array blocks MA0 passing through the same signal line YDM0-0.
Only MA0-00 can be selected from -00 to MA0-0n, and the above-mentioned effect, that is, the effect of simplifying the layout of signal lines and reducing the current consumption during operation becomes more remarkable. As another effect, there is an effect that a series of data can be read and rewritten at a high speed by connecting sense amplifiers that are simultaneously activated to an input / output line sequentially by a signal line YDSA00 or the like. Further, by increasing the number i + 1 of data line pairs sharing the same sense amplifier, the data line length can be shortened, so that the parasitic capacitance of the data line can be reduced, and as a result, the signal voltage can be increased. . When i is increased, if k is also increased (m is decreased), the signal line Y
DM0-0 to m, ... YDMi-0 to m, YDSA-0
The number of addresses such as m can be made constant. Therefore, the amount of address information for the first time does not increase when the parasitic capacitance of the data line is reduced.

【0032】図13は、強誘電体メモリ回路を示す、本
発明の別の実施例である。図1〜図12の本発明の実施
例では、複数のデータ線対が1つのセンスアンプを共有
していたのに対し、本実施例では、複数のデータ線対が
複数のセンスアンプを共有する。前の実施例、図11で
は、1つのメモリアレーブロックたとえばMA0−00
が複数のデータ線対と1つのセンスアンプとから構成さ
れているのに対し、図13ではMA0−00等が複数の
データ線対と2つのセンスアンプとで構成されている。
このMA0−00等が図11と同様にマトリックス状に
配置される。図13において、たとえば、図8で説明し
たのと同様な方法で、2つのうちひとつのセンスアンプ
SA00U等に情報を読み出した後、これをラッチす
る。データをラッチしているセンスアンプSA00U、
SA10U等を次々に選択することにより、一連のデー
タを高速に読出すことができる。これは、図9〜図12
の本発明の実施例と同様である。一方、センスアンプに
ラッチしているデータ以外の情報が必要となった場合、
センスアンプSA00U等にラッチしているデータをア
クセスしている間に、2つのうちもうひとつのセンスア
ンプSA00D等を用いて、図8で説明したのと同様な
方法で、所望の情報をセンスアンプに読出すことができ
る。なお、センスアンプSA00U等にデータをラッチ
した段階で、データ線とセンスアンプは切り離してお
く。本発明の実施例によれば、同一のワード線に接続す
るメモリセルの情報はもちろん、他のワード線に接続す
るメモリセルの情報についても、連続して高速に読み出
せる効果がある。なお、本発明の実施例では、図9と同
様に、同時に活性化されるセンスアンプは、異なる入出
力線に接続されているが、図10、図11と同様な入出
力線の構成にしても良いことは、言うまでもない。
FIG. 13 is another embodiment of the present invention showing a ferroelectric memory circuit. In the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 12, a plurality of data line pairs share one sense amplifier, whereas in the present embodiment, a plurality of data line pairs share a plurality of sense amplifiers. . In the previous embodiment, FIG. 11, one memory array block, eg, MA0-00
Are composed of a plurality of data line pairs and one sense amplifier, whereas in FIG. 13, MA0-00 and the like are composed of a plurality of data line pairs and two sense amplifiers.
These MA0-00 and the like are arranged in a matrix like FIG. In FIG. 13, for example, information is read out to one of the two sense amplifiers SA00U and the like, and then latched in the same manner as described with reference to FIG. Sense amplifier SA00U latching data,
By successively selecting SA10U or the like, a series of data can be read at high speed. This is shown in FIGS.
This is the same as the embodiment of the present invention. On the other hand, when information other than the data latched in the sense amplifier becomes necessary,
While accessing data latched in the sense amplifier SA00U or the like, desired information is sensed in the same manner as described with reference to FIG. 8 by using another one of the two sense amplifiers SA00D or the like. Can be read out. It should be noted that the data line and the sense amplifier are disconnected when data is latched in the sense amplifier SA00U or the like. According to the embodiment of the present invention, the information of the memory cells connected to the same word line as well as the information of the memory cells connected to another word line can be read continuously and at high speed. In the embodiment of the present invention, the sense amplifiers that are simultaneously activated are connected to different input / output lines as in FIG. 9, but the input / output lines have the same configuration as in FIGS. 10 and 11. Needless to say, it is good.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、低消費電力、高速、か
つ高集積の不揮発性強誘電体メモリが提供される。
According to the present invention, a low power consumption, high speed, highly integrated nonvolatile ferroelectric memory is provided.

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

【図1】本発明の強誘電体メモリ回路構成である。FIG. 1 shows a configuration of a ferroelectric memory circuit according to the present invention.

【図2】図1の読出し動作波形である。FIG. 2 is a read operation waveform of FIG.

【図3】図1のプリチャージ回路構成である。FIG. 3 is a configuration of a precharge circuit of FIG. 1;

【図4】本発明のメモリ回路構成である。FIG. 4 shows a memory circuit configuration of the present invention.

【図5】本発明の強誘電体メモリ回路(a)及びそのア
ドレス入力方法(b)である。
FIG. 5 shows a ferroelectric memory circuit (a) of the present invention and its address input method (b).

【図6】本発明の強誘電体メモリ回路である。FIG. 6 is a ferroelectric memory circuit of the present invention.

【図7】図6のワード線駆動回路XDRVbの例であ
る。
FIG. 7 is an example of the word line drive circuit XDRVb of FIG. 6;

【図8】図6のメモリ回路の動作波形である。8 is an operation waveform of the memory circuit of FIG.

【図9】本発明の強誘電体メモリ回路である。FIG. 9 is a ferroelectric memory circuit of the present invention.

【図10】本発明の強誘電体メモリ回路である。FIG. 10 is a ferroelectric memory circuit of the present invention.

【図11】本発明の強誘電体メモリ回路である。FIG. 11 is a ferroelectric memory circuit of the present invention.

【図12】図11のメモリ回路におけるアドレス入力方
法である。
FIG. 12 shows an address input method in the memory circuit of FIG. 11;

【図13】本発明の強誘電体メモリ回路である。FIG. 13 is a ferroelectric memory circuit of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

/CS1、/CS2…アドレスストローブ信号、A0〜
AN…アドレス信号、DOUT…出力、PPa〜PP
f、PNa〜PNf…センスアンプ駆動線、VSAa〜
VSAd…接地線、VCSa〜VCSd、VCSf1〜
VCSfn…VDD/2電源線、A0〜AN…アドレス
入力信号、R1b…Xアドレスコントロール信号、C1
b…Yアドレスコントロール信号、AWb…Xアドレス
信号、ADb…Yアドレス信号、XD0b、XEBb…
ワード線選択線、PCSai〜PCSdi、PCSf1
〜PCSfn…データ線プリチャージ信号、PCSSA
a1〜PCSSAd1、PCSf0…センス系プリチャ
ージ信号、P1b〜P1d、P1−0〜n…センスアン
プ駆動信号、YEb1〜YEd1、YE1−0〜n…セ
ンスアンプ・入出力線接続信号、YEb0〜YEd0、
YE0U−0〜n、YE0D−0〜n…センスアンプ・
データ線接続信号、I/Oa〜I/Of、IO00…入
出力線、PLa〜PLb…プレート、YDbi〜YDd
i、YSai〜YStijk、YDM0−0〜YDM0
−m、YDMi−0〜YDMi−m…データ線選択線、
YDb12〜YDd12、YSDa1、YDSA−0〜
YDSA−m…センスアンプ選択線、DLai〜DLf
i、DBai〜DBfi、D00、D00B…データ
線、WLai〜WLfi、WL0…ワード線、WPHb
…ワードドライバセット信号、YSSAai、YSSA
di、YSf0、YDSA00…センスアンプ・入出力
線接続選択線、MCTLb、XABb、YABb、XD
ECb、YDECb…周辺回路、XDRVb…ワードド
ライバ、MAb、M00U、M00D…メモリセルアレ
ー、MCaij〜MCfij、MBaij〜MCfij
…メモリセル、PCai〜PCfi…データ線プリチャ
ージ回路、513−i…センスアンプ・データ線間スイ
ッチ、PCSAai〜PCSAdi、PCf0…センス
系プリチャージ回路、SAai〜SAf、SA00、S
A00D、SA00U…センスアンプ、SWSAai〜
SWSAdi、SWf0…センスアンプ・入出力線間ス
イッチ、MA0−00〜MA0−nm、MAk−00〜
MAk−nm…メモリアレーブロック。
/ CS1, /CS2...address strobe signal, A0 to
AN: address signal, DOUT: output, PPa to PP
f, PNa to PNf: sense amplifier drive line, VSAa to
VSSd: ground line, VCSa to VCSd, VCSf1 to
VCSfn: VDD / 2 power supply line, A0 to AN: Address input signal, R1b: X address control signal, C1
b ... Y address control signal, AWb ... X address signal, ADb ... Y address signal, XD0b, XEBb ...
Word line selection line, PCSai to PCSdi, PCSf1
~ PCSfn: Data line precharge signal, PCSSA
a1 to PCSSAd1, PCSf0: sense precharge signals, P1b to P1d, P1-0 to n: sense amplifier drive signals, YEb1 to YEd1, YE1-0 to n ... sense amplifier / input / output line connection signals, YEb0 to YEd0,
YE0U-0 to n, YE0D-0 to n ... sense amplifiers
Data line connection signals, I / Oa to I / Of, IO00 ... I / O lines, PLa to PLb ... Plate, YDbi to YDd
i, YSai to YStijk, YDM0-0 to YDM0
-M, YDMi-0 to YDMi-m data line selection line,
YDb12 to YDd12, YSDa1, YDSA-0
YDSA-m: sense amplifier selection line, DLai to DLf
i, DBai to DBfi, D00, D00B ... data line, WLai to WLfi, WL0 ... word line, WPHb
... Word driver set signal, YSSAai, YSSA
di, YSf0, YDSA00: sense amplifier / input / output line connection selection line, MCTLb, XABb, YABb, XD
ECb, YDECb: peripheral circuit, XDRVb: word driver, MAb, M00U, M00D: memory cell array, MCaij to MCfij, MBaij to MCfij
... memory cells, PCai to PCfi ... data line precharge circuits, 513-i ... sense amplifier / data line switches, PCSAai to PCSAdi, PCf0 ... sense system precharge circuits, SAai to SAf, SA00, S
A00D, SA00U: sense amplifier, SWSAai ~
SWSAdi, SWf0: switch between sense amplifier and input / output line, MA0-00 to MA0-nm, MAk-00
MAk-nm: Memory array block.

フロントページの続き (72)発明者 青木 正和 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 衛藤 潤 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 阪田 健 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 堀口 真志 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−49195(JP,A) 特開 昭63−201998(JP,A) 特開 平2−110893(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/22 Continuing on the front page (72) Inventor Masakazu Aoki 1-280 Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Jun Eto 1-280 Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Ken Sakata 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd.Central Research Laboratories (72) Inventor Masashi Horiguchi 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd.Central Research Laboratories (56) Reference Document JP-A-64-49195 (JP, A) JP-A-63-201998 (JP, A) JP-A-2-110893 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11C 11/22

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のワード線と複数のデータ線との交点
に設けられ、電界効果トランジスタに接続された蓄積電
極とプレート電極との間に設けられた強誘電体膜を含む
キャパシタをそれぞれに持つ複数のメモリセルと、 上記複数のワード線の1つのワード線を活性化するため
のワード線選択手段と、 上記複数のデータ線の1つのデータ線を選択するための
データ線選択手段と、 上記メモリセルに記憶された情報を検知するためのセン
スアンプと、 上記複数のメモリセルの上記キャパシタの上記プレート
電極に第1電位を供給するための手段と、 上記複数のデータ線の各データ線の電位を所定の電位に
設定するためのプリチャージ手段とを備え、 上記複数のデータ線の内の一つのデータ線である第1デ
ータ線に接続された上記複数のメモリセルの内の一つで
ある第1メモリセルから信号を読み出す場合に、上記プ
リチャージ手段が、上記第1メモリセルの接続される上
記第1データ線の電位を上記第1電位と異なる第2電位
にプリチャージするとともに上記複数のデータ線のうち
上記第1データ線を除く他のデータ線の電位を上記第1
電位にプリチャージし、しかる後、上記ワード線選択手
段が読み出し対象となる上記第1メモリセルに接続され
た上記複数のワード線のうちの1つである第1ワード線
を活性化する ことを特徴とする半導体メモリ。
An intersection of a plurality of word lines and a plurality of data lines.
And a storage capacitor connected to a field-effect transistor.
Including ferroelectric film provided between pole and plate electrode
For activating a plurality of memory cells each having a capacitor and one of the plurality of word lines
Word line selecting means for selecting one of the plurality of data lines
Data line selecting means; and information stored in the memory cell.Sensing to detect
A samp, The plate of the capacitor of the plurality of memory cells
Means for supplying a first potential to the electrode; Set the potential of each data line of the plurality of data lines to a predetermined potential
Precharge means for setting, The first data, which is one of the plurality of data lines,
One of the memory cells connected to the data line.
When reading a signal from a certain first memory cell,
Recharging means for connecting the first memory cell;
The potential of the first data line is changed to a second potential different from the first potential.
And among the above data lines
The potentials of the other data lines except the first data line are changed to the first data line.
Precharge to the potential, and then select the word line
A stage is connected to the first memory cell to be read;
A first word line that is one of the plurality of word lines
Activate Semiconductor memory characterized by the above-mentioned.
【請求項2】請求項1に記載の半導体メモリにおいて、
上記第1ワード線が活性化されている期間に、上記プリ
チャージ手段は、上記第1データ線に対するプリチャー
ジを停止するとともに上記複数のデータ線のうち上記第
1データ線を除く他のデータ線の電位を上記第1電位に
プリチャージすることを特徴とする半導体メモリ。
2. The semiconductor memory according to claim 1, wherein
During the period when the first word line is activated,
Charging means for precharging the first data line;
And stop the data line out of the plurality of data lines.
The potential of the other data lines except one data line is set to the first potential.
A semiconductor memory characterized by being precharged .
【請求項3】請求項2に記載の半導体メモリにおいて、
上記センスアンプは、上記メモリセルから読み出された
情報を上記第2電位又は第3電位に増幅し、 上記第電位は上記第電位と上記第電位との間の電
位であることを特徴とする半導体メモリ。
3. The semiconductor memory according to claim 2, wherein
The sense amplifier is read from the memory cell.
A semiconductor memory wherein information is amplified to the second potential or the third potential, and the first potential is a potential between the second potential and the third potential.
【請求項4】請求項1又は請求項3の何れかに記載の半
導体メモリにおいて、上記プリチャージ手段は上記複数
のデータ線のうち所望のデータ線を上記第2電位に設定
するための第1プリチャージ回路と上記複数のデータ線
のうち上記所望のデータ線以外のデータ線を上記第1電
位に設定するための第2プリチャージ回路とを有する
とを特徴とする半導体メモリ。
4. The semiconductor memory according to claim 1 or claim 3, the precharge means is the plurality
Desired data line among the data lines is set to the second potential.
And a plurality of the data lines
Of the data lines other than the desired data line
And a second precharge circuit for setting the first and second positions .
【請求項5】請求項1から請求項4のいずれかに記載の
半導体メモリにおいて、 上記センスアンプは上記複数のデータ線に共通に設けら
れ、 上記センスアンプは上記データ線選択手段により上記読
み出し対象となるメモリセルに接続された1つのデータ
線に接続されることを特徴とする半導体メモリ。
5. The semiconductor memory according to claim 1, wherein said sense amplifier is provided in common to said plurality of data lines, and said sense amplifier is read by said data line selecting means.
One data connected to the target memory cell
A semiconductor memory, which is connected to a line .
【請求項6】請求項4に記載の半導体メモリにおいて、上記センスアンプ及び 上記第1プリチャージ回路は上記
複数のデータ線に共通に設けられ、 上記センスアンプ及び上記第1プリチャージ回路は上記
データ線選択手段により上記読み出し対象となるメモリ
セルに接続された1つのデータ線に接続され、 上記第1プリチャージ回路は上記第2電位を上記読み出
し対象となるメモリセルに接続された1つのデータ線に
出力することを特徴とする半導体メモリ。
6. The semiconductor memory according to claim 4, wherein said sense amplifier and said first precharge circuit are provided in common for said plurality of data lines, and said sense amplifier and said first precharge circuit are provided for said data line. The first precharge circuit is connected to one data line connected to the memory cell to be read by the line selection means, and the second potential is read by the first precharge circuit.
One data line connected to the target memory cell
Semiconductor memory and outputs.
【請求項7】請求項6に記載の半導体メモリにおいて、 上記第2プリチャージ回路は上記複数のデータ線の奇数
番目の各データ線に接続された第3プリチャージ回路群
と上記複数のデータ線の偶数番目の各データ線に接続さ
れた第4プリチャージ回路群とを有し、 上記センスアンプが活性化される際には、上記データ線
選択手段により選択される上記複数のデータ線の上記1
つのデータ線が奇数番目のときは上記第4プリチャージ
回路群が活性化され、上記データ線選択手段により選択
される上記複数のデータ線の上記1つのデータ線が偶数
番目のときは上記第3プリチャージ回路群が活性化され
ることを特徴とする半導体メモリ。
7. The semiconductor memory according to claim 6, wherein said second precharge circuit is a third precharge circuit group connected to each odd-numbered data line of said plurality of data lines, and said plurality of data lines. And a fourth precharge circuit group connected to each of the even-numbered data lines, and when the sense amplifier is activated, the plurality of data lines selected by the data line selecting means are provided. 1
When one of the plurality of data lines is odd, the fourth precharge circuit group is activated. When one of the plurality of data lines selected by the data line selecting means is even, the third precharge circuit group is activated. A semiconductor memory, wherein a group of precharge circuits is activated.
【請求項8】請求項7に記載の半導体メモリにおいて、 上記半導体メモリは上記複数のメモリセルに共通に1つ
のダミーセルをさらに具備し、 該ダミーセルは1つのトランジスタと1つのキャパシタ
を有し、 上記複数のメモリセルの選択されたメモリセルと上記ダ
ミーセルを上記センスアンプに接続することにより、上
記選択されたメモリセルに記録された情報を増幅し、 上記複数のメモリセルの各メモリセルのキャパシタの強
誘電体は第1の分極の状態と第2の分極の状態とを有
し、 上記ダミーセルのキャパシタの容量は上記複数のメモリ
セルの各メモリセルのキャパシタの上記第1の分極の状
態の時の容量より大きく、上記第2の分極の状態の時の
容量より小さいことを特徴とする半導体メモリ。
8. The semiconductor memory according to claim 7, wherein said semiconductor memory further comprises one dummy cell in common with said plurality of memory cells, said dummy cell having one transistor and one capacitor, By connecting a selected memory cell of the plurality of memory cells and the dummy cell to the sense amplifier, information recorded in the selected memory cell is amplified, and a capacitor of each memory cell of the plurality of memory cells is amplified. The ferroelectric has a first polarization state and a second polarization state, and the capacitance of the capacitor of the dummy cell is equal to the capacitance of the capacitor of each memory cell of the plurality of memory cells in the first polarization state. A semiconductor memory having a larger capacity than the capacity of the second polarization state.
【請求項9】請求項1〜請求項4の何れかに記載の半導
体メモリにおいて、 上記センスアンプは上記複数のデータ線に共通に複数個
設けられ、上記半導体メモリの 外部から入力される第1アドレス信
号により、上記データ線選択手段は上記読み出し対象と
なるメモリセルに接続された1つのデータ線を上記複数
のセンスアンプのうち1つのセンスアンプに接続する
とを特徴とする半導体メモリ。
9. The semiconductor memory according to claim 1, wherein a plurality of said sense amplifiers are provided in common to said plurality of data lines, and said first sense amplifier is inputted from outside of said semiconductor memory . According to the address signal, the data line selecting means is set as the read target.
The semiconductor memory according to claim and this <br/> to one data line connected to the memory cell to be connected to one sense amplifier of the plurality of sense amplifiers.
【請求項10】請求項1〜請求項4の何れかに記載の半
導体メモリにおいて、 上記センスアンプは上記複数のデータ線に共通に設けら
れ、上記半導体メモリの 外部から入力される第1アドレス信
号により、上記データ線選択手段は上記読み出し対象と
なるメモリセルに接続された1つのデータ線を 上記セン
スアンプに接続し、 上記第1アドレス信号の後に上記半導体メモリの外部か
ら入力される第2アドレス信号により、上記ワード線選
択手段は上記複数のワード線のうち上記読み出し対象と
なるメモリセルに接続された上記第1ワード線を活性化
することを特徴とする半導体メモリ。
10. A half of any one of claims 1 to 4.
In the semiconductor memory, the sense amplifier is provided commonly to the plurality of data lines.
AndOf the above semiconductor memory First address signal input from outside
The data line selection meansThe above read target and
One data line connected to memory cells Above
Connected to the amplifier  After the first address signalOf the above semiconductor memoryExternal
The word line selection by the second address signal input from the
Selection means for the plurality of word lines.homethe aboveRead target and
The first memory cell connected to the memory cellActivate word line
A semiconductor memory characterized in that:
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