JP3397452B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP3397452B2
JP3397452B2 JP15480994A JP15480994A JP3397452B2 JP 3397452 B2 JP3397452 B2 JP 3397452B2 JP 15480994 A JP15480994 A JP 15480994A JP 15480994 A JP15480994 A JP 15480994A JP 3397452 B2 JP3397452 B2 JP 3397452B2
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博幸 竹中
満 清水
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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、半導体記憶装置に係
り、特に情報記憶用のキャパシタの絶縁膜に強誘電体を
用いた強誘電体メモリセルのアレイを有する強誘電体メ
モリにおいてメモリセルキャパシタに対してスクリーニ
ングを行う回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a memory cell capacitor in a ferroelectric memory having an array of ferroelectric memory cells using a ferroelectric material as an insulating film of a capacitor for information storage. It relates to a circuit for screening for.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電体は、例えば図9に示す特性図の
ように、電界Eが印加された時に一旦発生した電気分極
Pは上記電界が印加されなくなっても残留し、上記電界
とは反対方向の向きにある程度以上の強さの電界が印加
された時に分極の向きが反転するヒステリシス特性を有
する。
2. Description of the Related Art In a ferroelectric substance, for example, as shown in the characteristic diagram of FIG. 9, the electric polarization P once generated when an electric field E is applied remains even if the electric field is not applied. It has a hysteresis characteristic that the direction of polarization is reversed when an electric field having a certain level of strength is applied in the opposite direction.

【0003】この強誘電体の分極の向きが反転する分極
特性に着目し、メモリセルの情報記憶用のキャパシタの
絶縁膜に強誘電体を用いて不揮発性の強誘電体メモリセ
ルを実現する技術が開発されている。
Focusing on the polarization characteristic in which the direction of polarization of the ferroelectric substance is inverted, a technique for realizing a nonvolatile ferroelectric memory cell by using a ferroelectric substance as an insulating film of a capacitor for storing information of the memory cell Is being developed.

【0004】図10は、1トランジスタ・1キャパシタ
構成の強誘電体メモリセルの等価回路を示している。こ
こで、Cはペレブスカイト構造を有する強誘電体を電極
間絶縁膜に用いた情報記憶用のキャパシタ(強誘電体キ
ャパシタ)、Qは上記キャパシタに直列に接続されてい
る電荷転送用のMOSトランジスタ、WLは上記MOS
トランジスタのゲートに接続されているワード線、BL
は上記MOSトランジスタの一端に接続されているビッ
ト線、PLは上記キャパシタの一端(プレート)に接続
されているプレート線、VPLはプレート線電圧である。
FIG. 10 shows an equivalent circuit of a ferroelectric memory cell having a one-transistor / one-capacitor structure. Here, C is a capacitor for storing information (ferroelectric capacitor) using a ferroelectric having a perovskite structure as an interelectrode insulating film, Q is a MOS transistor for charge transfer connected in series to the capacitor, WL is the above MOS
The word line connected to the gate of the transistor, BL
Is a bit line connected to one end of the MOS transistor, PL is a plate line connected to one end (plate) of the capacitor, and VPL is a plate line voltage.

【0005】図11は、図10の強誘電体メモリセルの
アレイを有する強誘電体メモリにおけるメモリセルアレ
イの一部の等価回路を示している。BL、/BLは複数
本のビット線のうちの一対を示しており、それぞれ複数
個のメモリセルMCの各トランジスタQの一端および読
み出し基準電位発生用の1個のリファレンスセルRMC
のトランジスタQの一端が接続されている。上記リファ
レンスセルは、上記メモリセルと同じ回路構成を有し、
そのキャパシタの容量がメモリセルのキャパシタの容量
よりも大きく設定されている。
FIG. 11 shows an equivalent circuit of a part of a memory cell array in a ferroelectric memory having the array of ferroelectric memory cells of FIG. BL and / BL indicate a pair of a plurality of bit lines, one end of each transistor Q of a plurality of memory cells MC and one reference cell RMC for generating a read reference potential.
Is connected to one end of the transistor Q. The reference cell has the same circuit configuration as the memory cell,
The capacity of the capacitor is set larger than the capacity of the capacitor of the memory cell.

【0006】WL0、WL1…はそれぞれ同一行のメモ
リセルの各トランジスタのゲートに共通に接続されてい
るワード線、RWL0、RWL1はそれぞれ同一行のリ
ファレンスセルの各トランジスタのゲートに共通に接続
されているリファレンス用ワード線である。PLは同一
行のメモリセルの各キャパシタのプレートに共通に接続
されているプレート線、RPLは同一行のリファレンス
セルの各キャパシタのプレートに共通に接続されている
リファレンス用プレート線である。
The word lines WL0, WL1 ... Are commonly connected to the gates of the transistors of the memory cells in the same row, and the RWL0, RWL1 are commonly connected to the gates of the transistors of the reference cells in the same row. It is a reference word line. PL is a plate line commonly connected to the plates of the capacitors of the memory cells in the same row, and RPL is a reference plate line commonly connected to the plates of the capacitors of the reference cells in the same row.

【0007】上記ワード線WL0、WL1…およびプレ
ート線PLは平行に設けられており、リファレンス用ワ
ード線RWL0、RWL1およびリファレンス用プレー
ト線RPLは平行に設けられている。
The word lines WL0, WL1 ... And the plate line PL are provided in parallel, and the reference word lines RWL0, RWL1 and the reference plate line RPL are provided in parallel.

【0008】上記ワード線WL0、WL1…およびリフ
ァレンス用ワード線RWL0、RWL1はワード線選択
回路(図示せず)からワード線信号が供給され、プレー
ト線PLおよびリファレンス用プレート線RPLはプレ
ート線選択回路(図示せず)からプレート線電圧VPLが
供給される。
The word lines WL0, WL1 ... And the reference word lines RWL0, RWL1 are supplied with a word line signal from a word line selection circuit (not shown), and the plate line PL and the reference plate line RPL are plate line selection circuits. A plate line voltage VPL is supplied from (not shown).

【0009】また、前記ビット線対BL、/BLには、
ビット線電位センス増幅用のセンスアンプSA、書き込
み電位設定回路(図示せず)およびプリチャージ回路
(図示せず)が接続されている。
Further, the bit line pair BL, / BL is
A sense amplifier SA for bit line potential sense amplification, a write potential setting circuit (not shown) and a precharge circuit (not shown) are connected.

【0010】上記強誘電体メモリにおいて、データの書
き込みに際しては、選択されたメモリセルのプレート線
の電位を図12に示すように“L”レベル→“H”レベ
ル→“L”レベルと変化させ、書き込みデータの
“1”、“0”に応じてキャパシタCの誘電分極の向き
を制御する。
In writing data in the above ferroelectric memory, the potential of the plate line of the selected memory cell is changed from "L" level to "H" level to "L" level as shown in FIG. , The direction of the dielectric polarization of the capacitor C is controlled according to "1" and "0" of the write data.

【0011】データの読み出しに際しては、選択された
メモリセルMCのプレート線の電位を図12に示すよう
に“L”レベル→“H”レベル→“L”レベルと変化さ
せ、選択されたメモリセルMCのデータの“1”、
“0”に応じて分極の反転/非反転を制御する。これと
同時に、上記選択されたメモリセルMCが接続されてい
る一方のビット線BLと対をなす他方のビット線/BL
に接続されているリファレンスセルRMCのリファレン
ス用プレート線RPLの電位を図12に示すように
“L”レベル→“H”レベル→“L”レベルと変化させ
る。このリファレンスセルRMCのキャパシタは、リフ
ァレンスセルのデータの読み出し論理レベルがメモリセ
ルMCのデータの読み出し論理レベルの“H”と“L”
とのほぼ中間になるように容量が設定されている。換言
すれば、リファレンスセルRMCのキャパシタは、メモ
リセルMCのキャパシタの分極反転時/分極非反転時の
両者を区別するために、分極反転時のΔP(電気分極率
の変化量)と分極非反転時のΔPのほぼ中間のΔPを有
するように容量が設定されている。
When reading data, the potential of the plate line of the selected memory cell MC is changed from "L" level to "H" level to "L" level as shown in FIG. MC data “1”,
Inversion / non-inversion of polarization is controlled according to "0". At the same time, the other bit line / BL paired with the one bit line BL to which the selected memory cell MC is connected.
As shown in FIG. 12, the potential of the reference plate line RPL of the reference cell RMC connected to is changed to “L” level → “H” level → “L” level. In the capacitor of the reference cell RMC, the read logic level of the data of the reference cell is “H” and “L” of the read logic level of the data of the memory cell MC.
The capacity is set so that it is almost halfway between and. In other words, the capacitor of the reference cell RMC has ΔP (change amount of electric polarizability) at the time of polarization reversal and polarization non-reversal in order to distinguish between the polarization reversal / non-reversal of the capacitor of the memory cell MC. The capacitance is set so as to have a ΔP approximately in the middle of the ΔP at the time.

【0012】しかし、上記したような強誘電体キャパシ
タを用いたメモリセルのアレイを有する従来の強誘電体
メモリは、その製造時に、ウエハー状態あるいはパッケ
ージング後の状態でキャパシタ絶縁膜のスクリーニング
を行う際、メモリセルの読み出し動作のマージンやキャ
パシタの分極反転時の電気分極率の変化量ΔPを測定す
ることが困難である。
However, in the conventional ferroelectric memory having the array of memory cells using the ferroelectric capacitors as described above, the capacitor insulating film is screened at the time of manufacturing, in a wafer state or a state after packaging. At this time, it is difficult to measure the margin of the read operation of the memory cell and the change amount ΔP of the electric polarizability at the time of polarization reversal of the capacitor.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
強誘電体メモリは、強誘電体メモリセルの読み出し動作
のマージンやキャパシタの分極反転時の電気分極率の変
化量ΔPを測定することが困難であるという問題があっ
た。
As described above, in the conventional ferroelectric memory, it is possible to measure the margin of the read operation of the ferroelectric memory cell and the change amount ΔP of the electric polarizability during the polarization reversal of the capacitor. There was a problem that it was difficult.

【0014】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、強誘電体メモリセルの読み出し動作のマージ
ンやキャパシタの分極反転時の電気分極率の変化量ΔP
を容易に測定し得る半導体記憶装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and it provides a margin of a read operation of a ferroelectric memory cell and an amount of change ΔP in electric polarizability at the time of polarization reversal of a capacitor.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of easily measuring

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、電荷転送用の
1個のMOSトランジスタと情報記憶用の1個の強誘電
体キャパシタとが直列に接続されてなるメモリセルおよ
び上記メモリセルと同じ回路構成で上記メモリセルより
も大きなキャパシタ容量を有する読み出し基準電位発生
用のリファレンスセルが行列状に配列されたメモリセル
アレイと、それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一
列の複数個のメモリセルのMOSトランジスタおよび複
数個のリファレンスセルのMOSトランジスタの各一端
に共通に接続された複数本のビット線と、それぞれ上記
メモリセルアレイにおける同一行のメモリセルのMOS
トランジスタの各ゲートに共通に接続された複数本のワ
ード線と、それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一
行のメモリセルの強誘電体キャパシタの各プレートに共
通に接続された複数本のプレート線と、それぞれ上記メ
モリセルアレイにおける同一行のリファレンスセルのM
OSトランジスタの各ゲートに共通に接続された複数本
のリファレンス用ワード線と、それぞれ上記メモリセル
アレイにおける同一行のリファレンスセルの強誘電体キ
ャパシタのプレートに共通に接続された複数本のリファ
レンス用プレート線と、アドレス信号に応じて前記ワー
ド線の一部およびリファレンス用ワード線の一部を選択
してワード線信号を供給するためのワード線選択回路
と、前記アドレス信号に応じて前記プレート線の一部お
よびリファレンス用プレート線の一部を選択してプレー
ト線電圧を供給するためのプレート線選択回路と、前記
ビット線対に読み出された電位をセンス増幅するセンス
アンプと、前記ビット線対を所定のタイミングでプリチ
ャージするプリチャージ回路とを具備し、前記ワード線
選択回路は、前記通常動作モードでの読み出し動作時に
は、アドレス信号に基づいて前記複数本のワード線のう
ちの一部のワード線を選択してワード線選択信号を供給
し、これと同時に、上記選択されたワード線により選択
されたメモリセルが接続されているビット線と対をなす
ビット線に接続されている複数個のリファレンスセルの
うちの特定の個数を選択するように特定の本数のリファ
レンス用ワード線を選択してワード線選択信号を供給
し、前記テストモードでの読み出し動作時には、アドレ
ス信号に基づいて前記複数本のワード線のうちの一部の
ワード線を選択してワード 線選択信号を供給し、これと
同時に、上記選択されたワード線により選択されたメモ
リセルが接続されているビット線と対をなすビット線に
接続されている複数個のリファレンスセルのうちの任意
の個数を選択するように任意の本数のリファレンス用ワ
ード線を選択してワード線選択信号を供給し、前記プレ
ート線選択回路は、前記通常動作モードでの読み出し動
作時には、アドレス信号に基づいて前記ワード線選択回
路により選択されたワード線と対をなすプレート線を選
択してプレート線電圧を供給し、これと同時に、上記選
択されたワード線により選択されたメモリセルが接続さ
れているビット線と対をなすビット線に接続されている
複数個のリファレンスセルのうちの特定の個数を選択す
るように特定の本数のリファレンス用プレート線を選択
してプレート線電圧を供給し、前記テストモードでの読
み出し動作時には、アドレス信号に基づいて前記ワード
線選択回路により選択されたワード線と対をなすプレー
ト線を選択してプレート線電圧を供給し、これと同時
に、上記選択されたワード線により選択されたメモリセ
ルが接続されているビット線と対をなすビット線に接続
されている複数個のリファレンスセルのうちの任意の個
数を選択するように任意の本数のリファレンス用プレー
ト線を選択してプレート線電圧を供給することを特徴と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to charge transfer.
One MOS transistor and one ferroelectric for information storage
Memory cell and a body capacitor connected in series
And the same circuit configuration as the above memory cell
Generation of read reference potential with large capacitor capacitance
Memory cells in which reference cells for cells are arranged in a matrix
The same as the array in the above memory cell array
A plurality of memory cells in a column
One end of each MOS transistor of several reference cells
And a plurality of bit lines commonly connected to
MOS of memory cells in the same row in a memory cell array
Multiple wires commonly connected to each gate of the transistor
And the same in the memory cell array
For each plate of the ferroelectric capacitors of the row memory cells
Multiple plate wires connected to each other and
M of the reference cells in the same row in the memory cell array
Plural lines commonly connected to each gate of OS transistors
Reference word lines and the above memory cells
Ferroelectric keys of reference cells in the same row in the array
Capacitor plates commonly connected to the plate
The license plate line and the word line depending on the address signal.
Part of the reference line and part of the reference word line
Line selection circuit for supplying a word line signal
And a part of the plate line depending on the address signal.
And select part of the reference plate line to play
A plate line selection circuit for supplying a line voltage,
Sense that amplifies the potential read to the bit line pair
Precharge the amplifier and the bit line pair at a predetermined timing.
A precharge circuit for charging the word line
The selection circuit operates during the read operation in the normal operation mode.
Is a plurality of word lines based on the address signal.
Select some of the word lines to supply the word line selection signal
And at the same time, selected by the selected word line
Memory cell is paired with the connected bit line
Of multiple reference cells connected to the bit line
A certain number of referrals to select a certain number of
Supply word line selection signal
However, during the read operation in the test mode, the address
A part of the plurality of word lines based on the
Select the word line and supply the word line selection signal.
At the same time, the note selected by the word line selected above
To the bit line paired with the bit line to which the resell is connected
Any of the connected reference cells
You can select as many reference wires as you like.
Select a word line to supply a word line selection signal,
The gate line selection circuit is used for the read operation in the normal operation mode.
At the time of operation, the word line selection circuit is selected based on the address signal.
Select the plate line paired with the word line selected by the
Supply the plate line voltage, and at the same time, select the above.
The selected memory cell is connected by the selected word line.
Connected to the bit line paired with the bit line
Select a specific number of reference cells
Select a certain number of reference plate lines
Supply the plate line voltage and read in the test mode.
During the read operation, the word is written based on the address signal.
Play paired with the word line selected by the line selection circuit
Select the source line to supply the plate line voltage and simultaneously
The memory cell selected by the word line selected above.
Connected to the bit line paired with the bit line to which the
Any of the reference cells
Play any number of references as you choose
It is characterized in that the line voltage is selected and the plate line voltage is supplied .

【0016】[0016]

【作用】ワード線選択回路およびプレート線選択回路
は、テストモードでの読み出し動作時に、リファレンス
セルの選択個数を任意に制御し、あるいは、1個のリフ
ァレンスセルに接続されるキャパシタの選択個数を任意
に制御することにより、リファレンスセルの容量を任意
に変化させることが可能になるリファレンスセル容量可
変制御機能を有する。これにより、強誘電体メモリセル
の読み出し動作のマージンやキャパシタの分極反転時の
電気分極率の変化量ΔPを容易に測定することが可能に
なる。
The word line selection circuit and the plate line selection circuit arbitrarily control the selected number of reference cells during the read operation in the test mode, or the selected number of capacitors connected to one reference cell. The reference cell capacity variable control function allows the capacity of the reference cell to be arbitrarily changed by controlling the above. As a result, it becomes possible to easily measure the read operation margin of the ferroelectric memory cell and the change amount ΔP of the electric polarizability at the time of polarization reversal of the capacitor.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明の第1実施例に係る強誘電
体メモリにおけるメモリセルアレイの一部の等価回路を
示している。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an equivalent circuit of a part of the memory cell array in the ferroelectric memory according to the first embodiment of the present invention.

【0018】この強誘電体メモリにおいては、強誘電体
メモリセル(メモリセルMCおよびリファレンスセルR
MC)が行列状に配列されてメモリセルアレイを構成し
ている。
In this ferroelectric memory, the ferroelectric memory cells (memory cell MC and reference cell R
MC) are arranged in a matrix to form a memory cell array.

【0019】上記メモリセルMCおよびリファレンスセ
ルRMCは、それぞれ電極間絶縁膜に強誘電体を用いた
情報記憶用の強誘電体キャパシタCと電荷転送用のMO
SトランジスタQとが直列に接続されてなる強誘電体メ
モリセルである。この場合、上記リファレンスセルRM
Cのそれぞれは、メモリセルMCと同じ回路構成を有す
るが、後述するようにそれぞれキャパシタCの容量がメ
モリセルMCのキャパシタCの容量とは異なる。
Each of the memory cell MC and the reference cell RMC has a ferroelectric capacitor C for information storage and a MO for charge transfer, each of which uses a ferroelectric material as an interelectrode insulating film.
This is a ferroelectric memory cell in which an S transistor Q is connected in series. In this case, the reference cell RM
Although each C has the same circuit configuration as the memory cell MC, the capacitance of the capacitor C is different from the capacitance of the capacitor C of the memory cell MC as described later.

【0020】BL、/BLは上記メモリセルアレイにお
ける同一列の強誘電体メモリセルMCのトランジスタQ
の一端に共通に接続されたビット線であり、代表的に一
対のみ示している。各ビット線対BL、/BLには、そ
れぞれ複数個のメモリセルMCの各トランジスタQの一
端および読み出し基準電位発生用の複数個(本例では3
個)のリファレンスセルRMCのトランジスタQの一端
が接続されている。
BL and / BL are transistors Q of the ferroelectric memory cells MC of the same column in the memory cell array.
Is a bit line commonly connected to one end of the pair, and only one pair is representatively shown. Each bit line pair BL, / BL has one end of each transistor Q of a plurality of memory cells MC and a plurality (3 in this example) for generating a read reference potential.
One end of the transistor Q of each reference cell RMC is connected.

【0021】WL0、WL1…は上記メモリセルアレイ
における同一行のメモリセルの各トランジスタのゲート
に共通に接続されているワード線である。RWLa、R
WLb…は上記メモリセルアレイにおける同一行のリフ
ァレンスセルRMCの各トランジスタQのゲートに共通
に接続されているリファレンス用ワード線である。
WL0, WL1 ... Are word lines commonly connected to the gates of the transistors of the memory cells in the same row in the memory cell array. RWLa, R
WLb ... Are reference word lines commonly connected to the gates of the transistors Q of the reference cells RMC in the same row in the memory cell array.

【0022】PLは上記メモリセルアレイにおける同一
行のメモリセルMCの各キャパシタCのプレートに共通
に接続されているプレート線であり、本例では隣り合う
二行で共通に使用されている。
PL is a plate line commonly connected to the plates of the capacitors C of the memory cells MC in the same row in the memory cell array, and is commonly used in two adjacent rows in this example.

【0023】RPL1、RPL2…は上記メモリセルア
レイにおける同一行のリファレンスセルRMCの各キャ
パシタCのプレートに共通に接続されているリファレン
ス用プレート線であり、本例では隣り合う二行で共通に
使用されている。
Reference numerals RPL1, RPL2 ... Are reference plate lines commonly connected to the plates of the capacitors C of the reference cells RMC in the same row in the memory cell array, and are commonly used in two adjacent rows in this example. ing.

【0024】上記ワード線WL0、WL1…およびプレ
ート線PLは平行に設けられており、リファレンス用ワ
ード線RWLa、RWLb…およびリファレンス用プレ
ート線RPL1、RPL2…は平行に設けられている。
The word lines WL0, WL1 ... And the plate lines PL are provided in parallel, and the reference word lines RWLa, RWLb ... And the reference plate lines RPL1, RPL2 ... Are provided in parallel.

【0025】11は上記ワード線WL0、WL1…の一
部およびリファレンス用ワード線RWLa、RWLb…
の一部を選択してワード線信号を供給するためのワード
線選択回路であり、12は前記プレート線PLの一部お
よびリファレンス用プレート線RPL1、RPL2…の
一部を選択してプレート線電圧VPLを供給するためのプ
レート線選択回路である。
Reference numeral 11 is a part of the word lines WL0, WL1 ... And reference word lines RWLa, RWLb.
Is a word line selection circuit for selecting a part of the plate line PL and a part of the reference plate lines RPL1, RPL2 ... A plate line selection circuit for supplying VPL.

【0026】また、前記ビット線対BL、/BLには、
ビット線電位センス増幅用のセンスアンプSA、書き込
み電位設定回路(図示せず)およびプリチャージ回路
(図示せず)が接続されている。
The bit line pair BL, / BL is
A sense amplifier SA for bit line potential sense amplification, a write potential setting circuit (not shown) and a precharge circuit (not shown) are connected.

【0027】上記強誘電体メモリは、通常動作モードお
よび前記強誘電体キャパシタの絶縁膜に対するテストモ
ードを有し、前記ワード線選択回路11およびプレート
線選択回路12は、テストモードでの読み出し動作時に
はリファレンスセルRMCの選択個数を任意に制御し得
るリファレンスセル選択個数制御機能が付加されてい
る。
The ferroelectric memory has a normal operation mode and a test mode for the insulating film of the ferroelectric capacitor, and the word line selection circuit 11 and the plate line selection circuit 12 have a read operation in the test mode. A reference cell selection number control function capable of arbitrarily controlling the selection number of reference cells RMC is added.

【0028】即ち、前記ワード線選択回路11は、前記
通常動作モードでの読み出し動作時には、アドレス信号
に基づいて前記複数本のワード線のうちの一部のワード
線を選択してワード線選択信号を供給し、これと同時
に、上記選択されたワード線により選択されたメモリセ
ルが接続されているビット線と対をなすビット線に接続
されている複数個のリファレンスセルのうちの特定の個
数を選択するように特定の本数のリファレンス用ワード
線を選択してワード線選択信号を供給し、前記テストモ
ードでの読み出し動作時には、アドレス信号に基づいて
前記複数本のワード線のうちの一部のワード線を選択し
てワード線選択信号を供給し、これと同時に、上記選択
されたワード線により選択されたメモリセルが接続され
ているビット線と対をなすビット線に接続されている複
数個のリファレンスセルのうちの任意の個数を選択する
ように任意の本数のリファレンス用ワード線を選択して
ワード線選択信号を供給するように回路が構成されてい
る。
That is, during the read operation in the normal operation mode, the word line selection circuit 11 selects a part of the plurality of word lines based on an address signal to select a word line selection signal. At the same time, the specific number of the plurality of reference cells connected to the bit line paired with the bit line to which the memory cell selected by the selected word line is connected, A specific number of reference word lines are selected so as to supply a word line selection signal, and at the time of a read operation in the test mode, a part of the plurality of word lines is selected based on an address signal. A word line is selected and a word line selection signal is supplied, and at the same time, it is paired with the bit line to which the memory cell selected by the selected word line is connected. A circuit is configured to select an arbitrary number of reference word lines and supply a word line selection signal so as to select an arbitrary number of reference cells connected to the bit line. There is.

【0029】前記プレート線選択回路12は、前記通常
動作モードでの読み出し動作時には、アドレス信号に基
づいて前記ワード線選択回路により選択されたワード線
と対をなすプレート線を選択してプレート線電圧VPLを
供給し、これと同時に、上記選択されたワード線により
選択されたメモリセルが接続されているビット線と対を
なすビット線に接続されている複数個のリファレンスセ
ルのうちの特定の個数を選択するように特定の本数のリ
ファレンス用プレート線を選択してプレート線電圧VPL
を供給し、前記テストモードでの読み出し動作時には、
アドレス信号に基づいて前記ワード線選択回路により選
択されたワード線と対をなすプレート線を選択してプレ
ート線電圧VPLを供給し、これと同時に、上記選択され
たワード線により選択されたメモリセルが接続されてい
るビット線と対をなすビット線に接続されている複数個
のリファレンスセルのうちの任意の個数を選択するよう
に任意の本数のリファレンス用プレート線を選択してプ
レート線電圧VPLを供給するように回路が構成されてい
る。
In the read operation in the normal operation mode, the plate line selection circuit 12 selects a plate line paired with the word line selected by the word line selection circuit on the basis of an address signal to select a plate line voltage. VPL is supplied, and at the same time, a specific number of a plurality of reference cells connected to the bit line paired with the bit line to which the memory cell selected by the selected word line is connected. Select a specific number of reference plate lines to select the plate line voltage VPL
Is supplied, during the read operation in the test mode,
A plate line paired with the word line selected by the word line selection circuit is selected based on an address signal to supply a plate line voltage VPL, and at the same time, a memory cell selected by the selected word line. The plate line voltage VPL is selected by selecting an arbitrary number of reference plate lines so as to select an arbitrary number of the plurality of reference cells connected to the bit line paired with The circuit is configured to supply

【0030】上記強誘電体メモリにおいて、前記各リフ
ァレンスセルRMCのキャパシタ容量は、メモリセルM
Cの分極非反転時のキャパシタ容量よりも大きく、か
つ、メモリセルMCの分極非反転時のΔPの何倍(整数
倍に限らない)かの値を有するように設定されている。
In the above ferroelectric memory, the capacitance of each reference cell RMC is equal to the memory cell M.
It is set to have a value larger than the capacitor capacity of C when the polarization is not inverted and a value that is a multiple (not limited to an integral multiple) of ΔP when the polarization of the memory cell MC is not inverted.

【0031】そして、ワード線選択回路11およびプレ
ート線選択回路12は、リファレンスセルRMCの容量
を通常動作モードでの読み出し動作時とテストモードで
の読み出し動作時とによって異ならせるリファレンスセ
ル容量可変制御機能と、テストモードでの読み出し動作
時に、リファレンスセルの選択個数を任意に制御するこ
とにより、リファレンスセルの容量を任意に変化させる
ことが可能になるリファレンスセル容量可変制御機能を
有する。この場合、上記リファレンスセルの容量を変化
させるために、前記リファレンスセルRMCの選択個数
を変えるように制御しており、その一具体例としては、
テストモードに入ったことを検知するための検知回路
(図示せず)の検知信号を用いて非選択のリファレンス
セル用ワード線RWLiを0V(Vss)に固定すればよ
い。
Then, the word line selection circuit 11 and the plate line selection circuit 12 have a variable reference cell capacity control function that makes the capacity of the reference cell RMC different between the read operation in the normal operation mode and the read operation in the test mode. And a reference cell capacity variable control function capable of arbitrarily changing the capacity of the reference cell by arbitrarily controlling the selected number of reference cells during the read operation in the test mode. In this case, in order to change the capacity of the reference cells, control is performed so as to change the selected number of the reference cells RMC, and one specific example thereof is
The non-selected reference cell word line RWLi may be fixed to 0 V (Vss) using a detection signal from a detection circuit (not shown) for detecting that the test mode has been entered.

【0032】図2は、リファレンスセルの選択個数を変
えた場合に得られる分極率変化量ΔPと選択メモリセル
のデータが“1”、“0”の場合に得られる分極率変化
量ΔPとの大小関係の一例を示す特性図である。
FIG. 2 shows the polarizability change amount ΔP obtained when the number of selected reference cells is changed and the polarizability change amount ΔP obtained when the data of the selected memory cell is “1” or “0”. It is a characteristic view which shows an example of a magnitude relationship.

【0033】図2の特性図から、2個のリファレンスセ
ルを選択すれば、リファレンスセルのデータの読み出し
論理レベルがメモリセルのデータの読み出し論理レベル
の“H”と“L”とのほぼ中間となるように設定できる
ことが分かる。つまり、上記したように2個のリファレ
ンスセルを選択すれば、選択されたリファレンスセルの
全体のキャパシタ容量を、選択されたメモリセルのキャ
パシタの分極反転時/分極非反転時の両者のΔPのほぼ
中間(必ずしもほぼ中間でなくてもよい)のΔPを有す
るように設定でき、選択されたメモリセルのキャパシタ
の分極反転時/分極非反転時の両者を区別することが可
能になることが分かる。但し、上記したように2個のリ
ファレンスセルを選択した時の全体のキャパシタ容量
は、選択されたメモリセルのキャパシタの分極反転時/
分極非反転時の両者のΔPの必ずしもほぼ中間になるよ
うに設定しなくてもよい。
From the characteristic diagram of FIG. 2, if two reference cells are selected, the read logic level of the data of the reference cell is approximately halfway between "H" and "L" of the read logic level of the data of the memory cell. It turns out that it can be set to. That is, if two reference cells are selected as described above, the overall capacitor capacitance of the selected reference cell is approximately equal to ΔP of both capacitors at the time of polarization inversion / non-inversion of the capacitors of the selected memory cell. It can be seen that it can be set so as to have an intermediate (not necessarily almost in the middle) ΔP, and it is possible to distinguish between the polarization inversion and the polarization non-inversion of the capacitor of the selected memory cell. However, as described above, when the two reference cells are selected, the total capacitance of the capacitors is the same as that of the polarization inversion of the capacitors of the selected memory cells.
It is not necessary to set it so that ΔP of both when polarization is not reversed is almost in the middle.

【0034】これに対して、1個のリファレンスセルを
選択すれば、選択されたリファレンスセルのキャパシタ
容量を、リファレンスセルのデータの読み出し論理レベ
ルが前記中間レベルよりも“L”レベル寄りになるよう
に設定できることが分かる。また、3個のリファレンス
セルを選択すれば、選択されたリファレンスセルのキャ
パシタ容量を、リファレンスセルのデータの読み出し論
理レベルが前記中間レベルよりも“H”レベル寄りにな
るように設定できることが分かる。
On the other hand, when one reference cell is selected, the capacitance of the capacitor of the selected reference cell is set so that the data read logic level of the reference cell is closer to the “L” level than the intermediate level. You can see that it can be set to. Further, it is understood that when three reference cells are selected, the capacitor capacitance of the selected reference cells can be set so that the read logic level of the reference cell data is closer to the “H” level than the intermediate level.

【0035】従って、通常動作モードでの読み出し動作
時には、上記したように特定の個数(本例では2個)の
リファレンスセルを選択し、テストモードでの読み出し
動作時には、リファレンスセルの選択個数を任意に制御
することにより、リファレンスセルの容量を任意に変化
させることが可能になる。
Therefore, during the read operation in the normal operation mode, a specific number (two in this example) of reference cells are selected as described above, and during the read operation in the test mode, the selected number of reference cells is arbitrary. It is possible to arbitrarily change the capacitance of the reference cell by controlling the above.

【0036】これにより、強誘電体メモリセルの読み出
し動作のマージンやキャパシタの分極反転時の電気分極
率の変化量ΔPを容易に測定することが可能になる。こ
こで、上記強誘電体メモリにおける選択されたメモリセ
ルに対するデータの書き込み動作について、図3(a)
乃至(c)、図4(a)乃至(c)を参照して説明す
る。
This makes it possible to easily measure the margin of the read operation of the ferroelectric memory cell and the change amount ΔP of the electric polarizability at the time of polarization reversal of the capacitor. Here, the operation of writing data to the selected memory cell in the ferroelectric memory will be described with reference to FIG.
Description will be made with reference to FIGS. 4A to 4C and FIGS.

【0037】データの書き込みに際しては、選択された
メモリセルのプレート線の電位を図12に示したように
“L”レベル(0V)→“H”レベル(例えば5Vの電
源電位)→“L”レベルと変化させることにより、誘電
分極の向きを制御する。
When writing data, the potential of the plate line of the selected memory cell is changed from "L" level (0V) to "H" level (for example, 5V power supply potential) to "L" as shown in FIG. The direction of the dielectric polarization is controlled by changing the level.

【0038】図3(a)乃至(c)は、データ“1”の
書き込み説明するために、選択メモリセルのキャパシタ
の印加電界、電気分極の状態を示している。即ち、初期
状態では、プレート線PLを0Vに設定し、ビット線B
L、/BLをそれぞれ0Vにプリチャージしておく。次
に、図3(a)に示すように、選択したビット線BLを
例えば5Vに設定し、選択ワード線WLに5Vを印加し
てトランジスタをオン状態にする。これにより、キャパ
シタCの両端間に電位差が生じて例えば図中下向きの分
極が発生し、メモリセルの残留分極点は前記ヒステリシ
ス特性におけるC点になっている。
FIGS. 3A to 3C show the applied electric field and the electric polarization state of the capacitor of the selected memory cell in order to explain the writing of data "1". That is, in the initial state, the plate line PL is set to 0V and the bit line B
Precharge L and / BL to 0V respectively. Next, as shown in FIG. 3A, the selected bit line BL is set to 5V, for example, and 5V is applied to the selected word line WL to turn on the transistor. As a result, a potential difference is generated between both ends of the capacitor C, and, for example, downward polarization in the figure is generated, and the remnant polarization point of the memory cell is the point C in the hysteresis characteristic.

【0039】次に、図3(b)に示すように、プレート
線PLを5Vに設定にすると、キャパシタCの両端間に
は電位差が生じないので、分極は反転することなく前記
ヒステリシス特性における残留分極点がC点からD点に
移動する。
Next, as shown in FIG. 3 (b), when the plate line PL is set to 5V, no potential difference is generated between both ends of the capacitor C, so that the polarization does not reverse and the residual in the hysteresis characteristic remains. The polarization point moves from point C to point D.

【0040】次に、図3(c)に示すように、プレート
線PLを0Vに設定し、ワード線WLを0Vにしてトラ
ンジスタをオフ状態にする(初期状態に戻す)。この状
態はデータ“1”の書き込み状態に対応する。
Next, as shown in FIG. 3C, the plate line PL is set to 0V and the word line WL is set to 0V to turn off the transistor (return to the initial state). This state corresponds to the write state of data "1".

【0041】図4(a)乃至(c)は、データ“0”の
書き込み動作の原理を説明するために、選択メモリセル
のキャパシタの印加電界、電気分極の状態を示してい
る。即ち、初期状態では、プレート線PLを0Vに設定
し、ビット線BL、/BLをそれぞれ0Vにプリチャー
ジしておく。次に、図4(a)に示すように、選択した
ビット線BLを0Vのままにし、選択ワード線WLに5
Vを印加してトランジスタをオン状態にする。この時、
キャパシタCの両端間には電位差が生じないので分極は
発生しない。
FIGS. 4A to 4C show the applied electric field of the capacitor of the selected memory cell and the state of electric polarization in order to explain the principle of the data "0" write operation. That is, in the initial state, the plate line PL is set to 0V and the bit lines BL and / BL are precharged to 0V. Next, as shown in FIG. 4A, the selected bit line BL is left at 0V and the selected word line WL is set to 5V.
V is applied to turn on the transistor. This time,
Since there is no potential difference between both ends of the capacitor C, no polarization occurs.

【0042】次に、図4(b)に示すように、プレート
線PLを5Vに設定にすると、キャパシタCの両端間に
電位差が生じて前記“1”書き込み時とは逆に図中上向
きの分極が発生し、メモリセルの残留分極点は前記ヒス
テリシス特性におけるA点になっている。
Next, as shown in FIG. 4 (b), when the plate line PL is set to 5V, a potential difference is generated between both ends of the capacitor C, which is upward in the figure contrary to the time of writing "1". Polarization occurs, and the remnant polarization point of the memory cell is the point A in the hysteresis characteristic.

【0043】次に、図4(c)に示すように、プレート
線PLを0Vに設定し、ワード線WLを0Vにしてトラ
ンジスタをオフ状態にする(初期状態に戻す)と、キャ
パシタCの両端間には電位差が生じないので、分極は反
転することなく前記ヒステリシス特性における残留分極
点がA点からB点に移動する。この状態はデータ“0”
の書き込み状態に対応する。
Next, as shown in FIG. 4C, the plate line PL is set to 0V and the word line WL is set to 0V to turn off the transistor (return to the initial state). Since there is no potential difference between them, the remanent polarization point in the hysteresis characteristic moves from point A to point B without reversing the polarization. This state is data “0”
It corresponds to the writing state of.

【0044】次に、通常動作モードでのデータの読み出
し動作について、図5(a)乃至(c)および図6
(a)乃至(c)を参照して説明する。データの読み出
しに際しては、選択されたメモリセルのプレート線の電
位VPLおよびリファレンスセルのプレート線の電位V
PLを図12に示したように“L”レベル→“H”レベ
ル→“L”レベルと変化させる。
Next, the data read operation in the normal operation mode will be described with reference to FIGS. 5A to 5C and FIG.
A description will be given with reference to (a) to (c). When reading data, the potential VPL of the plate line of the selected memory cell and the potential VPL of the plate line of the reference cell
PL is changed from "L" level to "H" level to "L" level as shown in FIG.

【0045】図5(a)乃至(c)は、データ“1”が
書き込まれた状態(ヒステリシス特性における残留分極
点Dの状態)のメモリセルを選択してデータ“1”を読
み出す際のメモリセルのキャパシタおよびリファレンス
セルのキャパシタの印加電界、電気分極の状態を示して
いる。
FIGS. 5A to 5C show the memory when the data "1" is written (the state of the remanent polarization point D in the hysteresis characteristic) is selected and the data "1" is read. The electric field applied and electric polarization of the cell capacitor and the reference cell capacitor are shown.

【0046】初期状態では、図5(a)に示すように、
プレート線の電位VPLおよびリファレンス用プレート線
の電位VPLを0Vに設定し、ビット線BL、/BLをそ
れぞれ0Vにプリチャージしておく。
In the initial state, as shown in FIG.
The potential VPL of the plate line and the potential VPL of the reference plate line are set to 0V, and the bit lines BL and / BL are precharged to 0V respectively.

【0047】次に、図5(b)に示すように、選択され
たプレート線の電位VPLおよびリファレンス用プレート
線の電位VPLをそれぞれ5Vに設定し、選択されたワー
ド線およびリファレンス用ワード線にそれぞれ例えば5
Vを印加して選択されたメモリセルおよびリファレンス
セルの各トランジスタをそれぞれオン状態にする。
Next, as shown in FIG. 5B, the potential VPL of the selected plate line and the potential VPL of the reference plate line are set to 5 V, respectively, and the selected word line and the reference word line are set. 5 for each
V is applied to turn on each transistor of the selected memory cell and reference cell.

【0048】これにより、選択されたメモリセルのキャ
パシタCの両端間に分極の方向と反対方向の電界がかか
ることになり、メモリセルの分極の向きが反転し、その
分極点が前記ヒステリシス特性における残留分極点Dか
らA点に移動する。これに対して、リファレンスセルの
キャパシタCの両端間には分極の向きと同方向の電界が
かかるので、リファレンスセルの分極は反転しない。
As a result, an electric field in the direction opposite to the polarization direction is applied across the capacitor C of the selected memory cell, the polarization direction of the memory cell is reversed, and the polarization point becomes the hysteresis characteristic. The remnant polarization point D moves to point A. On the other hand, since an electric field in the same direction as the polarization direction is applied across the capacitor C of the reference cell, the polarization of the reference cell is not inverted.

【0049】この場合、メモリセルおよびリファレンス
セルにそれぞれ電流が流れ、それぞれ対応するビット線
BL、/BLに電位変化が生じるが、前記したようにメ
モリセルのキャパシタCの分極が反転するので、メモリ
セルに流れる電流はリファレンスセルに流れる電流より
も大きく、ビット線BLの電位変化ΔVBL(1) がビット
線/BLの電位変化ΔV/BL よりも大きく、ビット線対
BL、/BL間に微小な電位差が発生する。この微小な
電位差はセンスアンプSAによりセンス増幅され、この
センスアンプSAの出力(読み出しデータ“1”)によ
りビット線BL、/BLは対応して5V、0Vに設定さ
れる。
In this case, currents flow in the memory cell and the reference cell, respectively, and potential changes occur in the corresponding bit lines BL, / BL, but the polarization of the capacitor C of the memory cell is inverted as described above, so the memory The current flowing through the cell is larger than the current flowing through the reference cell, the potential change ΔVBL (1) of the bit line BL is larger than the potential change ΔV / BL of the bit line / BL, and a small amount is present between the bit line pair BL, / BL. A potential difference occurs. The minute potential difference is sense-amplified by the sense amplifier SA, and the output (read data "1") of the sense amplifier SA sets the bit lines BL and / BL to 5V and 0V correspondingly.

【0050】これにより、メモリセルのキャパシタCの
両端間には電界がかかっていない状態になり、メモリセ
ルの分極点が前記ヒステリシス特性におけるA点から残
留分極点Bに移動する。
As a result, no electric field is applied across the capacitor C of the memory cell, and the polarization point of the memory cell moves from the point A in the hysteresis characteristic to the remnant polarization point B.

【0051】次に、図5(c)に示すように、プレート
線の電位VPLおよびリファレンスセルのプレート線の電
位VPLを0Vに設定すると、メモリセルのキャパシタC
の両端間に前記メモリセルの分極の方向と反対方向の電
界がかかることになり、メモリセルの分極の向きが反転
し、その分極点が前記ヒステリシス特性における残留分
極点BからC点に移動する。
Next, as shown in FIG. 5C, when the potential VPL of the plate line and the potential VPL of the plate line of the reference cell are set to 0V, the capacitor C of the memory cell is set.
An electric field in the direction opposite to the direction of polarization of the memory cell is applied across both ends of the memory cell, the direction of polarization of the memory cell is reversed, and the polarization point moves from the residual polarization point B to the point C in the hysteresis characteristic. .

【0052】次に、再び、図5(a)に示したように、
ビット線BL、/BLをそれぞれ0Vにプリチャージす
ると、メモリセルのキャパシタCの両端間には電界が印
加されない状態になり、メモリセルの分極点が前記ヒス
テリシス特性におけるC点から残留分極点Dに移動す
る。
Then, again, as shown in FIG.
When the bit lines BL and / BL are precharged to 0 V, no electric field is applied across the capacitor C of the memory cell, and the polarization point of the memory cell changes from point C in the hysteresis characteristic to remnant polarization point D. Moving.

【0053】この後、ワード線およびリファレンス用ワ
ード線を0Vにしてメモリセルのトランジスタおよびリ
ファレンスセルののトランジスタをオフ状態にし、初期
状態に戻す。
After that, the word line and the reference word line are set to 0 V to turn off the memory cell transistor and the reference cell transistor to return to the initial state.

【0054】次に、上記したデータ“1”の読み出し動
作とは逆に、選択されたメモリセルが前記ヒステリシス
特性における残留分極点Bの状態(データ“0”の書き
込み状態)である場合の“0”読み出し動作について説
明する。
Contrary to the read operation of the data "1" described above, the "" when the selected memory cell is in the state of the remanent polarization point B in the hysteresis characteristic (write state of data "0"). The 0 "read operation will be described.

【0055】図6(a)乃至(c)は、データ“0”が
書き込まれた状態(ヒステリシス特性における残留分極
点Bの状態)のメモリセルを選択してデータ“0”を読
み出す際のメモリセルのキャパシタおよびリファレンス
セルのキャパシタの印加電界、電気分極の状態を示して
いる。
FIGS. 6A to 6C show the memory when the data "0" is written (the remnant polarization point B in the hysteresis characteristic) is selected and the data "0" is read. The electric field applied and electric polarization of the cell capacitor and the reference cell capacitor are shown.

【0056】初期状態では、図6(a)に示すように、
プレート線の電位VPLおよびリファレンス用プレート線
の電位VPLを0Vに設定し、ビット線BL、/BLをそ
れぞれ0Vにプリチャージしておく。
In the initial state, as shown in FIG.
The potential VPL of the plate line and the potential VPL of the reference plate line are set to 0V, and the bit lines BL and / BL are precharged to 0V respectively.

【0057】次に、図6(b)に示すように、選択され
たプレート線の電位VPLおよびリファレンス用プレート
線の電位VPLをそれぞれ5Vに設定し、選択されたワー
ド線およびリファレンス用ワード線にそれぞれ例えば5
Vを印加して選択されたメモリセルおよびリファレンス
セルの各トランジスタをそれぞれオン状態にする。
Next, as shown in FIG. 6B, the potential VPL of the selected plate line and the potential VPL of the reference plate line are set to 5V, respectively, and the selected word line and the reference word line are set. 5 for each
V is applied to turn on each transistor of the selected memory cell and reference cell.

【0058】これにより、選択されたメモリセルのキャ
パシタCの両端間にメモリセルの分極の向きと同方向の
電界が印加された状態になるので、メモリセルの分極は
反転せず、その分極点が前記ヒステリシス特性における
残留分極点BからA点に移動する。同様に、リファレン
スセルのキャパシタCの両端間にメモリセルの分極と同
方向の電界が印加された状態になるので、リファレンス
セルの分極は反転しない。
As a result, an electric field in the same direction as the polarization direction of the memory cell is applied across the capacitor C of the selected memory cell, so that the polarization of the memory cell is not inverted and the polarization point thereof is not reversed. Moves from the remanent polarization point B to the point A in the hysteresis characteristic. Similarly, since the electric field in the same direction as the polarization of the memory cell is applied across the capacitor C of the reference cell, the polarization of the reference cell is not inverted.

【0059】この場合、メモリセルおよびリファレンス
セルにそれぞれ電流が流れ、それぞれ対応するビット線
BL、/BLに電位変化が生じるが、前記したようにリ
ファレンスセルのキャパシタ容量が、メモリセルのキャ
パシタ容量よりも大きく設定されているので、リファレ
ンスセルに流れる電流はメモリセルに流れる電流よりも
大きく、ビット線BLの電位変化ΔVBL(0) がビット線
/BLの電位変化ΔV/BL よりも小さく、ビット線対B
L、/BL間に微小な電位差が発生する。この微小な電
位差はセンスアンプSAによりセンス増幅され、このセ
ンスアンプSAの出力(読み出しデータ“0”)により
ビット線BL、/BLは対応して0V、5Vに設定され
る。
In this case, currents flow in the memory cell and the reference cell, respectively, and potential changes occur in the corresponding bit lines BL and / BL. However, as described above, the capacitance of the reference cell is greater than that of the memory cell. Since the current flowing in the reference cell is larger than the current flowing in the memory cell, the potential change ΔVBL (0) of the bit line BL is smaller than the potential change ΔV / BL of the bit line / BL, Pair B
A minute potential difference is generated between L and / BL. The minute potential difference is sense-amplified by the sense amplifier SA, and the output (read data "0") of the sense amplifier SA sets the bit lines BL, / BL to 0V, 5V correspondingly.

【0060】これにより、メモリセルのキャパシタCの
両端間には分極の向きと同方向の電界がかかっている状
態になり、メモリセルの分極点は前記ヒステリシス特性
におけるA点のままである。
As a result, an electric field in the same direction as the polarization direction is applied across the capacitor C of the memory cell, and the polarization point of the memory cell remains the point A in the hysteresis characteristic.

【0061】次に、図6(c)に示すように、プレート
線の電位VPLおよびリファレンス用プレート線の電位V
PLを0Vに設定すると、メモリセルのキャパシタCの両
端間には電界がかかっていない状態になり、メモリセル
の分極点は前記ヒステリシス特性におけるA点から残留
分極点Bに移動する。
Then, as shown in FIG. 6C, the potential VPL of the plate line and the potential VPL of the reference plate line.
When PL is set to 0 V, no electric field is applied across the capacitor C of the memory cell, and the polarization point of the memory cell moves from point A in the hysteresis characteristic to remnant polarization point B.

【0062】次に、再び、図6(a)に示したように、
ビット線BL、/BLをそれぞれ0Vにプリチャージす
ると、メモリセルのキャパシタCの両端間には電界が印
加されない状態なので、メモリセルの分極点は前記ヒス
テリシス特性における残留分極点Bのままである。
Then, again, as shown in FIG.
When the bit lines BL and / BL are precharged to 0 V, no electric field is applied across the capacitor C of the memory cell, and the polarization point of the memory cell remains the remnant polarization point B in the hysteresis characteristic.

【0063】この後、ワード線およびリファレンス用ワ
ード線を0Vにしてメモリセルのトランジスタおよびリ
ファレンスセルのトランジスタをオフ状態にし、初期状
態に戻す。
After that, the word line and the reference word line are set to 0 V to turn off the memory cell transistor and the reference cell transistor to return to the initial state.

【0064】図7は、本発明の第2実施例に係る強誘電
体メモリの一部を示している。この強誘電体メモリは、
図1の強誘電体メモリと比べて、リファレンスセルの接
続個数および回路構成、このリファレンスセルに対する
リファレンス用ワード線およびリファレンス用プレート
線の接続およびプレート線選択回路の機能の一部が異な
り、その他は同じであるので同一符号を付している。
FIG. 7 shows a part of the ferroelectric memory according to the second embodiment of the present invention. This ferroelectric memory is
Compared to the ferroelectric memory of FIG. 1, the number of reference cells connected and the circuit configuration, the connection of reference word lines and reference plate lines to this reference cell, and part of the function of the plate line selection circuit are different, and others are Since they are the same, the same reference numerals are given.

【0065】即ち、上記リファレンスセルは、一端がビ
ット線BLあるいは/BLに接続された1個のMOSト
ランジスタQの他端に複数個(本例では3個)の強誘電
体キャパシタCの各一端が共通に接続されてなり、ビッ
ト線BLおよび/BLに各1個づつ接続されている。そ
して、上記ビット線BLに接続されているリファレンス
セルのMOSトランジスタのゲートにリファレンス用ワ
ード線RWLaが接続され、上記ビット線/BLに接続
されているリファレンスセルのMOSトランジスタのゲ
ートにリファレンス用ワード線RWLbが接続され、上
記3個の強誘電体キャパシタの各他端に対応してリファ
レンス用プレート線RPL1〜RPL3が接続されてい
る。
That is, in the reference cell, one end of each of a plurality (three in this example) of ferroelectric capacitors C is provided at the other end of one MOS transistor Q whose one end is connected to the bit line BL or / BL. Are connected in common and are connected to the bit lines BL and / BL one by one. The reference word line RWLa is connected to the gate of the MOS transistor of the reference cell connected to the bit line BL, and the reference word line is connected to the gate of the MOS transistor of the reference cell connected to the bit line / BL. RWLb is connected, and the reference plate lines RPL1 to RPL3 are connected to the other ends of the three ferroelectric capacitors.

【0066】この場合、上記リファレンス用ワード線R
WLa、RWLbは、メモリセルアレイにおける同一行
のリファレンスセルのMOSトランジスタのゲートに共
通に接続されている。また、上記リファレンス用プレー
ト線RPL1〜RPL3は、メモリセルアレイにおける
同一行のリファレンスセルの複数個の強誘電体キャパシ
タの各プレートに対応して共通に接続されている。
In this case, the reference word line R
WLa and RWLb are commonly connected to the gates of the MOS transistors of the reference cells in the same row in the memory cell array. The reference plate lines RPL1 to RPL3 are commonly connected to the plates of the plurality of ferroelectric capacitors of the reference cells in the same row in the memory cell array.

【0067】なお、前記リファレンスセルの各キャパシ
タの容量は、メモリセルの分極非反転時のキャパシタ容
量よりも大きく、かつ、メモリセルの分極非反転時のΔ
Pの何倍(整数倍に限らない)かの値を有するように設
定されている。
The capacitance of each capacitor of the reference cell is larger than the capacitance of the memory cell when polarization is not inverted, and Δ when the polarization of the memory cell is not inverted.
It is set to have a value that is a multiple of P (not limited to an integer multiple).

【0068】そして、ワード線選択回路71およびプレ
ート線選択回路72は、リファレンスセルの容量を通常
動作モードでの読み出し動作時とテストモードでの読み
出し動作時とによって異ならせるリファレンスセル容量
可変制御機能と、テストモードでの読み出し動作時に、
リファレンスセルの選択個数を任意に制御することによ
り、リファレンスセルの容量を任意に変化させることが
可能になるリファレンスセル容量可変制御機能を有す
る。この場合、上記リファレンスセルの容量を変化させ
るために、前記リファレンスセルのキャパシタの選択個
数を変えるように制御することにより、図2に示したよ
うな特性が得られるようになっている。
The word line selection circuit 71 and the plate line selection circuit 72 have a reference cell capacity variable control function that makes the capacity of the reference cell different between the read operation in the normal operation mode and the read operation in the test mode. , Read operation in test mode,
It has a reference cell capacity variable control function that enables the capacity of the reference cell to be arbitrarily changed by arbitrarily controlling the number of selected reference cells. In this case, in order to change the capacitance of the reference cell, the number of selected capacitors of the reference cell is controlled so as to be changed, so that the characteristics shown in FIG. 2 are obtained.

【0069】即ち、上記プレート線選択回路71は、上
記強誘電体メモリの通常動作モードでの読み出し動作時
には、アドレス信号に基づいて選択されたワード線およ
びプレート線により選択されたメモリセルが接続されて
いるビット線と対をなすビット線に接続されている1個
のリファレンスセルを選択するように1本のリファレン
ス用ワード線を選択すると共に上記1個のリファレンス
セルの複数個の強誘電体キャパシタに接続されている複
数本のリファレンス用プレート線RPL1〜RPL3の
うちの特定の本数のリファレンス用プレート線を選択
し、このリファレンス用プレート線の電圧を制御する。
That is, the plate line selection circuit 71 is connected to the memory cell selected by the word line and the plate line selected based on the address signal during the read operation in the normal operation mode of the ferroelectric memory. A reference word line connected to a bit line paired with a corresponding bit line, and a reference word line is selected so that a plurality of ferroelectric capacitors of the one reference cell are selected. A specific number of reference plate lines are selected from the plurality of reference plate lines RPL1 to RPL3 connected to, and the voltage of the reference plate lines is controlled.

【0070】また、上記プレート線選択回路72は、上
記強誘電体メモリのテストモードでの読み出し動作時に
は、アドレス信号に基づいて選択されたワード線および
プレート線により選択されたメモリセルが接続されてい
るビット線と対をなすビット線に接続されている1個の
リファレンスセルを選択するように1本のリファレンス
用ワード線を選択すると共に上記1個のリファレンスセ
ルの複数個の強誘電体キャパシタに接続されている複数
本のリファレンス用プレート線RPL1〜RPL3のう
ちの任意の本数のリファレンス用プレート線を選択し、
このリファレンス用プレート線の電圧を制御する。
The plate line selection circuit 72 is connected to the word line selected based on the address signal and the memory cell selected by the plate line during the read operation in the test mode of the ferroelectric memory. The reference word line is selected so that one reference cell connected to the bit line paired with the existing bit line is selected, and a plurality of ferroelectric capacitors of the one reference cell are selected. Select an arbitrary number of reference plate lines from the plurality of connected reference plate lines RPL1 to RPL3,
The voltage of this reference plate line is controlled.

【0071】上記第2実施例の強誘電体メモリの動作
は、前述した第1実施例の強誘電体メモリの動作と同様
に、リファレンスセルの容量を通常動作モードでの読み
出し動作時とテストモードでの読み出し動作時とによっ
て異ならせるリファレンスセル容量可変制御機能を有
し、さらに、テストモードでの読み出し動作時に、1個
のリファレンスセルに接続されるキャパシタの選択個数
を任意に制御することにより、リファレンスセルの容量
を任意に変化させることが可能になるリファレンスセル
容量可変制御機能を有する。
The operation of the ferroelectric memory of the second embodiment is similar to the operation of the ferroelectric memory of the first embodiment described above, and the reference cell capacitance is read in the normal operation mode and in the test mode. By having a reference cell capacitance variable control function that is different depending on the read operation in, and by arbitrarily controlling the selected number of capacitors connected to one reference cell during the read operation in the test mode, It has a reference cell capacity variable control function that allows the capacity of the reference cell to be changed arbitrarily.

【0072】従って、第1実施例と同様に、強誘電体メ
モリセルの読み出し動作のマージンやキャパシタの分極
反転時の電気分極率の変化量ΔPを容易に測定すること
が可能になる。
Therefore, as in the first embodiment, it is possible to easily measure the margin of the read operation of the ferroelectric memory cell and the change amount ΔP of the electric polarizability at the time of polarization reversal of the capacitor.

【0073】図8は、図7中のプレート線選択回路72
において、1個のリファレンスセルに接続されるキャパ
シタの選択個数を制御するためのキャパシタ選択個数制
御回路の一具体例を示す回路図である。
FIG. 8 shows a plate line selection circuit 72 shown in FIG.
3 is a circuit diagram showing a specific example of a capacitor selection number control circuit for controlling the selection number of capacitors connected to one reference cell in FIG.

【0074】このキャパシタ選択個数制御回路は、1個
のリファレンスセルに接続されるキャパシタの数と同数
(本例では3個)の二入力のナンド回路81i(i=1
〜3)が設けられている。
This capacitor selection number control circuit has a two-input NAND circuit 81i (i = 1) in the same number as the number of capacitors connected to one reference cell (three in this example).
~ 3) are provided.

【0075】各ナンド回路81iは、第1の入力として
前記プレート線電圧VPLとは逆相のパルス信号aがそ
れぞれ入力し、第2の入力としてキャパシタ選択の可否
を指定する制御信号bi(i=1〜3)(選択可の場合
は“1”レベル、選択不可の場合は“0”レベル)が対
応して入力し、その出力信号が対応するリファレンス用
プレート線RPLi(i=1〜3)に供給される。
Each of the NAND circuits 81i receives a pulse signal a having a phase opposite to that of the plate line voltage VPL as a first input, and a control signal bi (i = i = i) for designating whether to select a capacitor as a second input. 1 to 3) (“1” level when selectable, “0” level when not selectable) correspondingly input, and the output signal corresponds to the reference plate line RPLi (i = 1 to 3) Is supplied to.

【0076】上記キャパシタ選択個数制御回路におい
て、読み出し動作時に選択対象となるキャパシタに対応
するナンド回路81iは、制御信号biとして“1”レ
ベルが与えられるので、パルス信号aを反転させた出力
信号を対応するリファレンス用プレート線RPLiにプ
レート線電圧VPLとして供給する。
In the above-mentioned capacitor selection number control circuit, since the NAND circuit 81i corresponding to the capacitor to be selected during the read operation is given the "1" level as the control signal bi, the output signal obtained by inverting the pulse signal a is output. The plate line voltage VPL is supplied to the corresponding reference plate line RPLi.

【0077】これに対して、読み出し動作時に選択対象
とならないキャパシタに対応するナンド回路81iは、
制御信号biとして“0”レベルが与えられるので、
“1”レベル(Vcc)を出力し、対応するリファレンス
用プレート線RPLiに供給し、選択対象ではないキャ
パシタの分極が反転しないように制御する。
On the other hand, the NAND circuit 81i corresponding to the capacitor which is not selected in the read operation is
Since the "0" level is given as the control signal bi,
The "1" level (Vcc) is output and supplied to the corresponding reference plate line RPLi so that the polarization of the capacitor not selected is not inverted.

【0078】なお、上記実施例では、1トランジスタ・
1キャパシタ構成の強誘電体メモリセルのアレイを示し
たが、2トランジスタ・2キャパシタ構成の強誘電体メ
モリセルのアレイを有する強誘電体メモリにも、本発明
を適用できることはいうまでもない。
In the above embodiment, one transistor
Although an array of ferroelectric memory cells having a one-capacitor structure is shown, it goes without saying that the present invention can be applied to a ferroelectric memory having an array of ferroelectric memory cells having a two-transistor / two-capacitor structure.

【0079】[0079]

【発明の効果】上述したように本発明の半導体記憶装置
によれば、強誘電体キャパシタの絶縁膜に対してスクリ
ーニングを行う場合に、強誘電体メモリセルの読み出し
動作のマージンやキャパシタの分極反転時の電気分極率
の変化量ΔPを容易に測定することができる。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, when the insulating film of the ferroelectric capacitor is screened, the margin of the read operation of the ferroelectric memory cell and the polarization reversal of the capacitor. It is possible to easily measure the change amount ΔP of the electric polarizability at the time.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る強誘電体メモリの一
部を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of a ferroelectric memory according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の強誘電体メモリのテストモードでの読み
出し動作時におけるリファレンスセルの選択個数を変え
た場合に得られる分極率変化量ΔPと選択メモリセルの
データが“1”、“0”の場合に得られる分極率変化量
ΔPとの大小関係の一例を示す特性図。
FIG. 2 shows polarizability change amount ΔP and data of selected memory cells of “1” and “0” obtained when the number of selected reference cells is changed during the read operation in the test mode of the ferroelectric memory of FIG. The characteristic view showing an example of the magnitude relationship with the polarizability change amount ΔP obtained in the case of “”.

【図3】図1中の選択されたメモリセルに対するデータ
“1”の書き込み動作の原理を説明するために強誘電体
キャパシタの印加電界、電気分極の状態を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a state of an applied electric field and electric polarization of a ferroelectric capacitor for explaining a principle of writing data “1” to a selected memory cell in FIG. 1.

【図4】図1中の選択されたメモリセルに対するデータ
“0”の書き込み動作の原理を説明するために強誘電体
キャパシタの印加電界、電気分極の状態を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an applied electric field and a state of electric polarization of a ferroelectric capacitor for explaining a principle of a data “0” write operation to a selected memory cell in FIG. 1.

【図5】図1中の選択されたメモリセルに対するデータ
“1”の読み出し動作の原理を説明するために強誘電体
キャパシタの印加電界、電気分極の状態を示す図。
5 is a diagram showing a state of an applied electric field and electric polarization of a ferroelectric capacitor in order to explain a principle of a read operation of data "1" with respect to a selected memory cell in FIG.

【図6】図1中の選択されたメモリセルに対するデータ
“0”の読み出し動作の原理を説明するために強誘電体
キャパシタの印加電界、電気分極の状態を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a state of an applied electric field and electric polarization of a ferroelectric capacitor for explaining a principle of a data “0” read operation for a selected memory cell in FIG. 1.

【図7】本発明の第2実施例に係る強誘電体メモリの一
部を示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a part of a ferroelectric memory according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7中のプレート線選択回路に設けられるキャ
パシタ選択個数制御回路の一具体例を示す回路図。
8 is a circuit diagram showing a specific example of a capacitor selection number control circuit provided in the plate line selection circuit in FIG.

【図9】強誘電体膜の印加電界Eと電気分極Pとの関係
を示す特性図。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between an electric field E applied to a ferroelectric film and an electric polarization P.

【図10】1トランジスタ・1キャパシタ構成の強誘電
体メモリセルを示す等価回路図。
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram showing a ferroelectric memory cell having a one-transistor / one-capacitor configuration.

【図11】図10の強誘電体メモリセルのアレイを有す
る従来の強誘電体メモリにおけるメモリセルアレイの一
部を示す等価回路図。
11 is an equivalent circuit diagram showing a part of a memory cell array in a conventional ferroelectric memory having an array of ferroelectric memory cells of FIG.

【図12】図11中の選択されたメモリセルに対する書
き込み動作および読み出し動作に際してプレート線PL
に印加される電圧波形の一例を示す波形図。
FIG. 12 is a plan view of the plate line PL in the write operation and the read operation for the selected memory cell in FIG.
FIG. 3 is a waveform chart showing an example of a voltage waveform applied to the circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MC…メモリセル、RMC…リファレンスセル、C…強
誘電体キャパシタ、Q…MOSトランジスタ、WL0、
WL1…ワード線、RWLa〜RWLf…リファレンス
用ワード線、PL…プレート線、RPL1〜RPL3…
リファレンス用プレート線、BL、/BL…ビット線、
11、71…ワード線選択回路、12、72…プレート
線選択回路。
MC ... Memory cell, RMC ... Reference cell, C ... Ferroelectric capacitor, Q ... MOS transistor, WL0,
WL1 ... Word line, RWLa to RWLf ... Reference word line, PL ... Plate line, RPL1 to RPL3 ...
Reference plate line, BL, / BL ... bit line,
11, 71 ... Word line selection circuit, 12, 72 ... Plate line selection circuit.

フロントページの続き (72)発明者 清水 満 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会 社内 (72)発明者 田中 寿実夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 昭63−201998(JP,A) 特開 昭59−198594(JP,A) 特開 平4−90189(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/22 G11C 11/40 - 11/4099 G11C 29/00 Front page continuation (72) Inventor Mitsuru Shimizu 25-1 Ekimae Honmachi, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Microelectronics Stock Association In-house (72) Toshio Tanaka Komukai-shishiba, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 1st Co., Ltd. Toshiba Research and Development Center (56) References JP-A 63-201998 (JP, A) JP-A 59-198594 (JP, A) JP-A 4-90189 (JP, A) (58) Fields investigated ( Int.Cl. 7 , DB name) G11C 11/22 G11C 11/40-11/4099 G11C 29/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 通常動作モードおよびテストモードを有
する半導体記憶装置において、 電荷転送用の1個のMOSトランジスタと情報記憶用の
1個の強誘電体キャパシタとが直列に接続されてなるメ
モリセルおよび上記メモリセルと同じ回路構成で上記メ
モリセルよりも大きなキャパシタ容量を有する読み出し
基準電位発生用のリファレンスセルが行列状に配列され
たメモリセルアレイと、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一列の複数個
のメモリセルのMOSトランジスタおよび複数個のリフ
ァレンスセルのMOSトランジスタの各一端に共通に接
続された複数本のビット線と、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一行のメモリ
セルのMOSトランジスタの各ゲートに共通に接続され
た複数本のワード線と、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一行のメモリ
セルの強誘電体キャパシタの各プレートに共通に接続さ
れた複数本のプレート線と、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一行のリファ
レンスセルのMOSトランジスタの各ゲートに共通に接
続された複数本のリファレンス用ワード線と、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一行のリファ
レンスセルの強誘電体キャパシタのプレートに共通に接
続された複数本のリファレンス用プレート線と、 アドレス信号に応じて前記ワード線の一部およびリファ
レンス用ワード線の一部を選択してワード線信号を供給
するためのワード線選択回路と、 前記アドレス信号に応じて前記プレート線の一部および
リファレンス用プレート線の一部を選択してプレート線
電圧を供給するためのプレート線選択回路と、 前記ビット線対に読み出された電位をセンス増幅するセ
ンスアンプと、 前記ビット線対を所定のタイミングでプリチャージする
プリチャージ回路とを具備し、 前記ワード線選択回路は、 前記通常動作モードでの読み出し動作時には、アドレス
信号に基づいて前記複数本のワード線のうちの一部のワ
ード線を選択してワード線選択信号を供給し、 これと同
時に、上記選択されたワード線により選択されたメモリ
セルが接続されているビット線と対をなすビット線に接
続されている複数個のリファレンスセルのうちの特定の
個数を選択するように特定の本数のリファレンス用ワー
ド線を選択してワード線選択信号を供給し、 前記テストモードでの読み出し動作時には、アドレス信
号に基づいて前記複数本のワード線のうちの一部のワー
ド線を選択してワード線選択信号を供給し、これと同時
に、上記選択されたワード線により選択されたメモリセ
ルが接続されているビット線と対をなすビット線に接続
されている複数個のリファレンスセルのうちの任意の個
数を選択するように任意の本数のリファレンス用ワード
線を選択してワード線選択信号を供給し、 前記プレート線選択回路は、 前記通常動作モードでの読み出し動作時には、アドレス
信号に基づいて前記ワード線選択回路により選択された
ワード線と対をなすプレート線を選択してプレート線電
圧を供給し、これと同時に、上記選択されたワード線に
より選択されたメモリセルが接続されているビット線と
対をなすビット線に接続されている複数個のリファレン
スセルのうちの特定の個数を選択するように特定の本数
のリファレンス用プレート線を選択してプレート線電圧
を供給し、 前記テストモードでの読み出し動作時には、アドレス信
号に基づいて前記ワード線選択回路により選択されたワ
ード線と対をなすプレート線を選択してプレート線電圧
を供給し、これと同時に、上記選択されたワード線によ
り選択されたメモリセルが接続されているビット線と対
をなすビット線に接続されている複数個のリファレンス
セルのうちの任意の個数を選択するように任意の本数の
リファレンス用プレート線を選択してプレート線電圧を
供給すること を特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device having a normal operation mode and a test mode, wherein a memory cell in which one MOS transistor for charge transfer and one ferroelectric capacitor for information storage are connected in series, and A memory cell array in which reference cells for generating a read reference potential having the same circuit configuration as the memory cell and having a larger capacitance than the memory cell are arranged in a matrix, and a plurality of memory cells in the same column in the memory cell array, respectively. Of the MOS transistors and the MOS transistors of the plurality of reference cells, which are commonly connected to the respective ends, and the gates of the MOS transistors of the memory cells of the same row in the memory cell array. Multiple word lines and the above A plurality of plate lines commonly connected to the respective plates of the ferroelectric capacitors of the memory cells of the same row in the re-cell array and the gates of the MOS transistors of the reference cells of the same row of the memory cell array, respectively. A plurality of reference word lines, a plurality of reference plate lines that are commonly connected to the plates of the ferroelectric capacitors of the reference cells in the same row in the memory cell array, and the word lines of the word lines according to an address signal. A word line selection circuit for selecting a part and a part of a reference word line to supply a word line signal, and a part of the plate line and a part of the reference plate line according to the address signal. To select the plate line voltage to supply the plate line voltage. If, comprising a sense amplifier for sensing amplifies the potential read out to the bit line pair, and a precharge circuit for precharging the bit line pair at a predetermined timing, said word line selection circuit, the normal operation Address during read operation in mode
Based on a signal, some word lines of the plurality of word lines are
Supplying word line selection signal by selecting the lead wire, the as this
Sometimes the memory selected by the above selected word line
Connect to the bit line paired with the bit line to which the cell is connected.
A specific one of the reference cells
A specific number of reference work
Select a read line to supply a word line select signal , and read the address signal during the read operation in the test mode.
Of some of the word lines based on the
At the same time as supplying the word line selection signal
The memory cell selected by the word line selected above.
Connected to the bit line paired with the bit line to which the
Any of the reference cells
Any number of reference words to select the number
A line is selected and a word line selection signal is supplied, and the plate line selection circuit selects an address during a read operation in the normal operation mode.
Selected by the word line selection circuit based on a signal
Select the plate line paired with the word line to select the plate line
Supply pressure to the selected word line at the same time.
With the bit line to which the selected memory cell is connected
Multiple references connected to a pair of bit lines
A specific number of cells to select a specific number of cells
Select the reference plate line for the plate line voltage
The address signal is supplied during read operation in the test mode.
Signal selected by the word line selection circuit based on the
Select the plate line paired with the
Of the selected word line at the same time.
The bit line to which the selected memory cell is connected.
References connected to the bit lines that make up
Any number of cells can be selected to select any number of cells.
Select the reference plate line and set the plate line voltage
A semiconductor memory device characterized by being supplied .
【請求項2】 通常動作モードおよびテストモードを有
する半導体記憶装置において、 電荷転送用の1個のMOSトランジスタと情報記憶用の
1個の強誘電体キャパシタが直列に接続されてなるメモ
リセルおよび電荷転送用の1個のMOSトランジスタに
情報記憶用の複数個の強誘電体キャパシタの各一端が接
続された読み出し基準電位発生用のリファレンスセルが
行列状に配列されたメモリセルアレイと、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一列の複数個
のメモリセルのMOSトランジスタおよび1個のリファ
レンスセルのMOSトランジスタの各一端に共通に接続
された複数本のビット線と、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一行のメモリ
セルのMOSトランジスタの各ゲートに共通に接続され
た複数本のワード線と、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一行のメモリ
セルの強誘電体キャパシタの各プレートに共通に接続さ
れた複数本のプレート線と、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一行のリファ
レンスセルのMOSトランジスタのゲートに共通に接続
された複数本のリファレンス用ワード線と、 それぞれ上記メモリセルアレイにおける同一行のリファ
レンスセルの複数個の強誘電体キャパシタの各プレート
に対応して共通に接続された複数本のリファレンス用プ
レート線と、 アドレス信号に応じて前記ワード線の一部およびリファ
レンス用ワード線の一部を選択してワード線信号を供給
するためのワード線選択回路と、 前記アドレス信号に応じて前記プレート線の一部および
リファレンス用プレート線の一部を選択してプレート線
電圧を供給するためのプレート線選択回路と、前記ビッ
ト線対に読み出された電位をセンス増幅するセンスアン
プと、 前記ビット線対を所定のタイミングでプリチャージする
プリチャージ回路とを具備し、 前記ワード線選択回路は、 前記通常動作モードでの読み出し動作時および前記テス
トモードでの読み出し動作時に、アドレス信号に基づい
て前記複数本のワード線のうちの一部のワード線を選択
してワード線選択信号を供給し、これと同時に、上記選
択されたワード線により選択されたメモリセルが接続さ
れているビット線と対をなすビット線に接続されている
1個を選択するように1本のリファレンス用ワード線を
選択してワード線選択信号を供給し、 前記プレート線選択回路は、 前記通常動作モードでの読み出し動作時には、アドレス
信号に基づいて前記ワード線選択回路により選択された
ワード線と対をなすプレート線を選択してプレート線電
圧を供給し、これと同時に、上記選択されたワード線に
より選択されたメモリセルが接続されているビット線と
対をなすビット線に接続されている1個のリファレンス
セルの複数個の強誘電体キャパシタに対応して接続され
ている複数本のリファレンス用プレート線のうちの特定
の本数のリファレンス用プレート線を選択してプレート
線電圧を供給し、 前記テストモードでの読み出し動作時には、アドレス信
号に基づいて前記ワード線選択回路により選択されたワ
ード線と対をなすプレート線を選択してプレート線電圧
を供給し、これと同時に、上記選択されたワード線によ
り選択されたメモリセルが接続されているビット線と対
をなすビット線に接続されている1個のリファレンスセ
ルの複数個の強誘電体キャパシタに対応して接続されて
いる複数本のリファレンス用プレート線のうちの任意の
本数のリファレンス用プレート線を選択してプレート線
電圧を供給すること を特徴とする半導体記憶装置。
2. In a semiconductor memory device having a normal operation mode and a test mode, a memory cell and a charge in which one MOS transistor for charge transfer and one ferroelectric capacitor for information storage are connected in series. A memory cell array in which reference cells for generating a read reference potential, in which one end of each of a plurality of ferroelectric capacitors for information storage are connected to one transfer MOS transistor, are arranged in a matrix, and the memory cell array, respectively. , A plurality of bit lines commonly connected to one end of a plurality of memory cell MOS transistors and one reference cell MOS transistor in the same column, and MOS transistors of memory cells in the same row in the memory cell array, respectively. A plurality of word lines commonly connected to each gate of A plurality of plate lines that are commonly connected to the respective plates of the ferroelectric capacitors of the memory cells in the same row in the memory cell array, and the gates of the MOS transistors of the reference cells in the same row in the memory cell array, respectively. A plurality of reference word lines connected to each other, and a plurality of reference plate lines commonly connected to each plate of the plurality of ferroelectric capacitors of the reference cells in the same row in the memory cell array. A word line selection circuit for supplying a word line signal by selecting a part of the word line and a part of the reference word line according to an address signal, and one of the plate lines according to the address signal. And part of the reference plate line to select the plate line voltage. Comprising a plate line selection circuit for supplying, a sense amplifier for amplifying a sense the potential read out to the bit line pair, and a precharge circuit for precharging the bit line pair at a predetermined timing, the word The line selection circuit operates during the read operation in the normal operation mode and the test operation.
Based on the address signal during a read operation in
Select some of the word lines from the above
To supply the word line selection signal, and at the same time, select the above.
The selected memory cell is connected by the selected word line.
Connected to the bit line paired with the bit line
Use one reference word line to select one
The selected word line selection signal is supplied to the plate line selection circuit, and the plate line selection circuit selects the address during the read operation in the normal operation mode.
Selected by the word line selection circuit based on a signal
Select the plate line paired with the word line to select the plate line
Supply pressure to the selected word line at the same time.
With the bit line to which the selected memory cell is connected
One reference connected to a pair of bit lines
The cells are connected to correspond to multiple ferroelectric capacitors.
Out of multiple reference plate lines
Select the number of reference plate lines and plate
Supply the line voltage and read the address signal during the read operation in the test mode.
Signal selected by the word line selection circuit based on the
Select the plate line paired with the
Of the selected word line at the same time.
The bit line to which the selected memory cell is connected.
One reference cell connected to the bit line
Corresponding to multiple ferroelectric capacitors
Any of the multiple reference plate lines
Select the number of reference plate lines and select the plate line
A semiconductor memory device characterized by supplying a voltage .
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