JP4360433B2 - Ferroelectric memory device and electronic device - Google Patents

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本発明は、強誘電体記憶装置、特に、強誘電体記憶装置の読み出し回路に関する。   The present invention relates to a ferroelectric memory device, and more particularly to a readout circuit of a ferroelectric memory device.

強誘電体記憶装置(FeRAM: Ferroelectric Random Access Memory)の読み出しには、ラッチ型のセンスアンプ回路を用いる方法が一般的である(例えば、下記特許文献1参照)。   For reading from a ferroelectric memory device (FeRAM: Ferroelectric Random Access Memory), a method using a latch-type sense amplifier circuit is generally used (for example, see Patent Document 1 below).

しかしながら、この場合、プレート線に印加された電圧が、強誘電体キャパシタ容量(Cs)とビット線容量(Cbl)に分圧される。従って、ビット線容量(Cbl)により強誘電体キャパシタに十分な電位が印加されない。また、ビット線電圧の差分をセンスアンプにより増幅し読み出しを行なうため、ビット線容量(Cbl)が増加するほど、ビット線電圧は小さくなり、センスマージンが小さくなってしまう。   However, in this case, the voltage applied to the plate line is divided into the ferroelectric capacitor capacitance (Cs) and the bit line capacitance (Cbl). Accordingly, a sufficient potential is not applied to the ferroelectric capacitor due to the bit line capacitance (Cbl). In addition, since the difference between the bit line voltages is amplified and read by the sense amplifier, the bit line voltage decreases and the sense margin decreases as the bit line capacitance (Cbl) increases.

そこで、ビット線を仮想的に接地電位に固定できる読み出し回路が検討されている(例えば、下記特許文献2参照)。
特開2000−187990号公報 特開2002−133857号公報
Therefore, a read circuit that can virtually fix the bit line to the ground potential has been studied (for example, see Patent Document 2 below).
JP 2000-187990 A JP 2002-133857 A

しかしながら、上記特許文献2等に記載の回路を用いても、追って詳細に説明するように、(1)メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が当初の設定と大きくズレた場合、(2)メモリセルの強誘電体キャパシタ容量とタンク容量との比が著しく変化した場合に読み出しマージンが低下少してしまう。   However, even when the circuit described in the above-mentioned Patent Document 2 is used, as will be described in detail later, (1) when the ferroelectric capacitor capacitance of the memory cell deviates greatly from the initial setting, (2) the memory cell When the ratio between the ferroelectric capacitor capacity and the tank capacity is significantly changed, the read margin is slightly reduced.

さらに、(3)誤判定を改善しつつ、読み出しマージンを向上することが重要である。特に、強誘電体メモリセルの読み出しにおいては、本来電荷量が小さい”0”データが早くビット線に転送され、一時的に”0”データの電位と”1”データの電位が逆転する場合がある。このような逆転状態において、”0”データの電位と”1”データの電位差を拡大すると、誤判定が生じやすい。   Further, (3) it is important to improve the read margin while improving erroneous determination. In particular, when reading data from a ferroelectric memory cell, “0” data, which has a small amount of charge, is transferred to the bit line earlier, and the potential of “0” data and the potential of “1” data are temporarily reversed. is there. In such a reverse state, if the potential difference between the “0” data and the “1” data is increased, erroneous determination is likely to occur.

よって、本発明は、強誘電体記憶装置の読み出しマージンを向上させることを目的とする。また、強誘電体記憶装置の読み出し特性を向上させることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to improve the read margin of a ferroelectric memory device. It is another object of the present invention to improve read characteristics of a ferroelectric memory device.

(1)本発明に係る強誘電体記憶装置は、第1ノードと第3ノードとの間に接続され、そのゲート電極が第2ノードに接続された第1pチャネル型MISFETと、前記第2ノードと第4ノードとの間に接続され、そのゲート電極が前記第1ノードに接続された第2pチャネル型MISFETと、第1ビット線と前記第3ノードとの間に接続された第1電荷転送MISFETと、第2ビット線と前記第4ノードとの間に接続された第2電荷転送MISFETと、前記第1ビット線と前記第1電荷転送MISFETの第1ゲート電極との間に接続され、前記第1ビット線の電位に応じて、前記第1ゲート電極に印加される電位を制御する第1制御回路と、前記第2ビット線と前記第2電荷転送MISFETの第2ゲート電極との間に接続され、前記第2ビット線の電位に応じて、前記第2ゲート電極に印加される電位を制御する第2制御回路と、前記第1ノードに接続された第1容量と、前記第2ノードに接続された第2容量と、前記第1ビット線に接続された第1負電位発生回路と、前記第2ビット線に接続された第2負電位発生回路と、を有する。   (1) A ferroelectric memory device according to the present invention includes a first p-channel MISFET connected between a first node and a third node, the gate electrode of which is connected to a second node, and the second node. A first p-channel MISFET whose gate electrode is connected to the first node, and a first charge transfer connected between the first bit line and the third node. A MISFET, a second charge transfer MISFET connected between a second bit line and the fourth node, and a first gate line of the first bit line and the first charge transfer MISFET; Between the first control circuit that controls the potential applied to the first gate electrode according to the potential of the first bit line, and between the second bit line and the second gate electrode of the second charge transfer MISFET. Connected to A second control circuit for controlling a potential applied to the second gate electrode according to a potential of the second bit line, a first capacitor connected to the first node, and a second capacitor connected to the second node. A second capacitor, a first negative potential generating circuit connected to the first bit line, and a second negative potential generating circuit connected to the second bit line.

かかる構成によれば、第1、第2pチャネル型MISFETにより第1、第2ノードの一方の電位の上昇を抑えられるので、これらの電位差を大きく確保することができ、読み出しマージンの向上を図ることができる。また、第1および第2負電位発生回路により第1および第2ビット線を負電位に叩くことにより、読み出し初期における第1、第2pチャネル型MISFETの動作を制限でき、誤判定を改善できる。   According to such a configuration, the first and second p-channel type MISFETs can suppress an increase in the potential of one of the first and second nodes, so that a large potential difference between them can be secured and the read margin can be improved. Can do. Further, by hitting the first and second bit lines to a negative potential by the first and second negative potential generating circuits, the operations of the first and second p-channel MISFETs in the initial stage of reading can be limited, and erroneous determination can be improved.

好ましくは、前記第1および第2電荷転送用MISFETは、それぞれpチャネル型MISFETである。   Preferably, each of the first and second charge transfer MISFETs is a p-channel type MISFET.

好ましくは、前記第1制御回路は、第1ビット線と前記第1電荷転送MISFETのゲート電極との間に接続された第1インバータであって、その入力部と前記第1ビット線が第3容量を介して接続され、その出力部と前記第1電荷転送MISFETのゲート電極が第4容量を介して接続された第1インバータを有し、前記第2制御回路は、第2ビット線と前記第2電荷転送MISFETのゲート電極との間に接続された第2インバータであって、その入力部と前記第2ビット線が第5容量を介して接続され、その出力部と前記第2電荷転送MISFETのゲート電極が第6容量を介して接続された第2インバータを有する。かかる構成によれば、第1、第2ビット線の電位を第1、第2電荷転送MISFETのゲート電極にフィードバックすることができる。   Preferably, the first control circuit is a first inverter connected between a first bit line and a gate electrode of the first charge transfer MISFET, and the input portion and the first bit line are third. A first inverter connected via a capacitor, and having an output portion connected to the gate electrode of the first charge transfer MISFET via a fourth capacitor; and the second control circuit includes a second bit line and the first inverter A second inverter connected between the gate electrode of the second charge transfer MISFET, the input part of which is connected to the second bit line via a fifth capacitor, the output part of which is connected to the second charge transfer A gate electrode of the MISFET has a second inverter connected via a sixth capacitor. According to such a configuration, the potentials of the first and second bit lines can be fed back to the gate electrodes of the first and second charge transfer MISFETs.

好ましくは、前記第1負電位発生回路は、前記第1ビット線と、第1信号線との間に接続された第7容量を有し、前記第2負電位発生回路は、前記第2ビット線と、前記第1信号線との間に接続された第8容量を有する。かかる構成によれば、容易な構成で容易に負電位を発生させることができる。   Preferably, the first negative potential generation circuit includes a seventh capacitor connected between the first bit line and the first signal line, and the second negative potential generation circuit includes the second bit. And an eighth capacitor connected between the first signal line and the first signal line. According to this configuration, it is possible to easily generate a negative potential with an easy configuration.

例えば、前記第7および第8容量は強誘電体容量である。このように、容量として強誘電体容量を用いてもよい。   For example, the seventh and eighth capacitors are ferroelectric capacitors. As described above, a ferroelectric capacitor may be used as the capacitor.

好ましくは、前記第1ビット線又は第2ビット線には、それぞれ強誘電体メモリが接続され、前記第7および第8容量は、前記強誘電体メモリを構成する強誘電体容量とほぼ同一容量である。かかる構成とすれば、”0”データ分の電荷がキャンセルされ、ビット線が正電位まで上昇した際には、”0”データの電位と”1”データの電位の逆転が是正されている。   Preferably, a ferroelectric memory is connected to each of the first bit line or the second bit line, and the seventh and eighth capacitors have substantially the same capacity as a ferroelectric capacitor constituting the ferroelectric memory. It is. With such a configuration, when the charge for “0” data is canceled and the bit line rises to a positive potential, the reversal of the potential of the “0” data and the potential of the “1” data is corrected.

例えば、前記第1インバータの出力部と接地電位との間に接続された第1nチャネル型MISFETと、前記第2インバータの出力部と接地電位との間に接続された第2nチャネル型MISFETと、を有する。   For example, a first n-channel type MISFET connected between the output part of the first inverter and a ground potential; a second n-channel type MISFET connected between the output part of the second inverter and the ground potential; Have

かかる構成によれば、第1、第2nチャネル型MISFETにより第1、第2ノードの一方の電位を引き上げることができる。   According to such a configuration, the potential of one of the first and second nodes can be raised by the first and second n-channel MISFETs.

例えば、前記第1インバータの出力部と前記第1nチャネル型MISFETとの間に接続され、ゲート電極が前記第1インバータの入力部に接続された第3nチャネル型MISFETと、前記第2インバータの出力部と前記第2nチャネル型MISFETとの間に接続され、ゲート電極が前記第2インバータの入力部に接続された第4nチャネル型MISFETと、を有する。   For example, a third n-channel MISFET connected between the output of the first inverter and the first n-channel MISFET and having a gate electrode connected to the input of the first inverter, and the output of the second inverter And a fourth n-channel type MISFET having a gate electrode connected to the input portion of the second inverter.

かかる構成によれば、第3、第4nチャネル型MISFETにより、第1および第2のビット線の電位差を反映しつつ、第1、第2ノードの一方の電位を引き上げることができる。   According to such a configuration, the third and fourth n-channel MISFETs can raise the potential of one of the first and second nodes while reflecting the potential difference between the first and second bit lines.

好ましくは、前記第1および第2nチャネル型MISFETは、それぞれ前記第1および第2負電位発生回路の動作開始後、一定の期間後に、オン状態となるよう制御される。かかる構成によれば、前記第1および第2負電位発生回路により、読み出し初期における第1、第2pチャネル型MISFETの動作を制限でき、さらに、一定の期間の間に、”0”データの電位と”1”データの電位の逆転を是正でき、是正された適切な電位差に基づき、第1、第2ノードの一方の電位を引き上げることができる。従って、誤判定を防止しつつ、読み出しマージンの向上を図ることができる。   Preferably, the first and second n-channel MISFETs are controlled to be turned on after a certain period after the first and second negative potential generating circuits start operating. According to such a configuration, the first and second negative potential generating circuits can limit the operation of the first and second p-channel MISFETs in the initial stage of reading, and further, the potential of the “0” data during a certain period. And the potential inversion of the “1” data can be corrected, and the potential of one of the first and second nodes can be raised based on the corrected appropriate potential difference. Therefore, it is possible to improve the read margin while preventing erroneous determination.

例えば、前記第1電荷転送MISFETと並列に接続され、ゲート電極が第2信号線に接続された第3電荷転送MISFETと、前記第2電荷転送MISFETと並列に接続され、ゲート電極が前記第2信号線に接続された第4電荷転送MISFETと、を有する。   For example, a third charge transfer MISFET connected in parallel with the first charge transfer MISFET and a gate electrode connected to a second signal line, and connected in parallel with the second charge transfer MISFET, and a gate electrode connected to the second charge transfer MISFET. And a fourth charge transfer MISFET connected to the signal line.

かかる構成によれば、第3、第4電荷転送MISFETにより第1、第2ノードの一方の電位を引き上げることができる。   According to this configuration, the potential of one of the first and second nodes can be raised by the third and fourth charge transfer MISFETs.

例えば、前記第3ノードと、接地電位との間に接続され、ゲート電極が第2信号線に接続された第3pチャネル型MISFETと、前記第4ノードと、接地電位とのの間に接続され、ゲート電極が第2信号線に接続された第4pチャネル型MISFETと、を有する。第3ノードは、前記第1電荷転送用MISFETと前記第1pチャネル型MISFETとの接続ノードである。また、第4ノードは、前記第2電荷転送用MISFETと前記第2pチャネル型MISFETとの接続ノードとである。   For example, it is connected between the third node and the ground potential, and is connected between the third p-channel MISFET whose gate electrode is connected to the second signal line, the fourth node, and the ground potential. And a fourth p-channel MISFET whose gate electrode is connected to the second signal line. The third node is a connection node between the first charge transfer MISFET and the first p-channel MISFET. The fourth node is a connection node between the second charge transfer MISFET and the second p-channel MISFET.

かかる構成によれば、第3、第4pチャネル型MISFETにより第1、第2ノードの一方の電位を引き上げることができる。   According to such a configuration, the potential of one of the first and second nodes can be raised by the third and fourth p-channel MISFETs.

例えば、前記第1インバータの入力部と電源電位との間に接続され、ゲート電極が第2信号線に接続された第5pチャネル型MISFETと、前記第2インバータの入力部と電源電位との間に接続され、ゲート電極が前記第2信号線に接続された第6pチャネル型MISFETと、を有する。   For example, a fifth p-channel MISFET connected between the input portion of the first inverter and the power supply potential and having a gate electrode connected to the second signal line, and between the input portion of the second inverter and the power supply potential. And a sixth p-channel type MISFET whose gate electrode is connected to the second signal line.

かかる構成によれば、第5、第6pチャネル型MISFETにより第1、第2ノードの一方の電位を引き上げることができる。   According to such a configuration, the potential of one of the first and second nodes can be raised by the fifth and sixth p-channel MISFETs.

好ましくは、前記第2信号線の電位は、前記第1および第2負電位発生回路の動作開始後、一定の期間後に、変化するよう制御される。   Preferably, the potential of the second signal line is controlled to change after a certain period after the operation of the first and second negative potential generating circuits starts.

かかる構成によれば、読み出し初期における第1、第2pチャネル型MISFETの動作を制限でき、さらに、一定の期間の間に、”0”データの電位と”1”データの電位の逆転を是正でき、是正された適切な電位差に基づき、第1、第2ノードの一方の電位を引き上げることができる。従って、誤判定を防止しつつ、読み出しマージンの向上を図ることができる。   According to such a configuration, the operations of the first and second p-channel MISFETs in the initial stage of reading can be restricted, and further, the inversion of the potential of the “0” data and the potential of the “1” data can be corrected during a certain period. The potential of one of the first and second nodes can be raised based on the corrected appropriate potential difference. Therefore, it is possible to improve the read margin while preventing erroneous determination.

例えば、前記第1ビット線および第2ビット線には、それぞれ強誘電体メモリが接続されている。かかる構成によれば、いわゆる2T2Cの強誘電体メモリセルに本発明を適用することができる。   For example, a ferroelectric memory is connected to each of the first bit line and the second bit line. With this configuration, the present invention can be applied to so-called 2T2C ferroelectric memory cells.

例えば、前記第1ビット線には、強誘電体メモリが接続され、前記第2ビット線には、参照電位が印加される。かかる構成によれば、いわゆる1T1Cの強誘電体メモリセルに本発明を適用することができる。   For example, a ferroelectric memory is connected to the first bit line, and a reference potential is applied to the second bit line. With this configuration, the present invention can be applied to so-called 1T1C ferroelectric memory cells.

(2)本発明に係る電子機器は、上記強誘電体記憶装置を有する。かかる構成によれば、電子機器の特性を向上させることができる。ここで、電子機器とは、本発明にかかる強誘電体記憶装置を備えた一定の機能を奏する機器一般をいい、その構成に特に限定はないが、例えば、上記強誘電体記憶装置を備えたコンピュータ装置一般、携帯電話、PHS、PDA、電子手帳、ICカードなど、記憶装置を必要とするあらゆる装置が含まれる。   (2) An electronic apparatus according to the present invention includes the ferroelectric memory device. According to such a configuration, the characteristics of the electronic device can be improved. Here, the electronic device refers to a general device having a certain function provided with the ferroelectric memory device according to the present invention, and the configuration thereof is not particularly limited. For example, the electronic device includes the ferroelectric memory device. Computer devices in general, mobile phones, PHS, PDAs, electronic notebooks, IC cards, and other devices that require storage devices are included.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same or related code | symbol is attached | subjected to what has the same function, and the repeated description is abbreviate | omitted.

(実施の形態1)
図1は、強誘電体記憶装置の構成を示すブロック図である。図示するように、強誘電体記憶装置100は、メモリセルアレイ110と、周辺回路部(120、130、140等)を有する。メモリセルアレイ110は、アレイ状に配置された複数のメモリセルよりなり、各メモリセルは、ワード線WLおよびビット線BL−L、BL−Rの交点に配置される。なお、ここでは、2T2Cセルを例に説明する。よって、ビット線BL−LおよびBL−Rにそれぞれ接続された2つのトランジスタと2つの強誘電体キャパシタによって1つのデータが記憶される。また、周辺回路を構成するワード線制御部120及びプレート線制御部130は、複数のワード線WL及び複数のプレート線PLの電圧を制御する。これらの制御によって、メモリセルMCに記憶されたデータを複数のビット線BLに読み出し、また、外部から供給されたデータをビット線BLを介してメモリセルMCに書き込む。このような読み出し、書き込みは、ビット線制御部140においてなされる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a ferroelectric memory device. As shown in the figure, the ferroelectric memory device 100 includes a memory cell array 110 and peripheral circuit units (120, 130, 140, etc.). The memory cell array 110 is composed of a plurality of memory cells arranged in an array, and each memory cell is arranged at the intersection of the word line WL and the bit lines BL-L and BL-R. Here, a 2T2C cell will be described as an example. Therefore, one data is stored by two transistors and two ferroelectric capacitors respectively connected to the bit lines BL-L and BL-R. Further, the word line control unit 120 and the plate line control unit 130 configuring the peripheral circuit control voltages of the plurality of word lines WL and the plurality of plate lines PL. By these controls, data stored in the memory cell MC is read to the plurality of bit lines BL, and data supplied from the outside is written to the memory cell MC via the bit line BL. Such reading and writing are performed by the bit line control unit 140.

図2は、本実施の形態のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the sense amplifier circuit (read circuit) of the present embodiment.

図示するように、ビット線BL−LおよびBL−Rは、それぞれ、pチャネル型MISFET(電荷転送MISFET:Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)T2−LおよびT2−Rを介して第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rに接続されている。   As shown, the bit lines BL-L and BL-R are connected to the first node Vmn-L via p-channel MISFETs (Charge Transfer MISFETs: Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistors) T2-L and T2-R, respectively. And connected to the second node Vmn-R.

一方、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rと、接地電位(基準電位、GND、Vss)との間には、それぞれタンク容量C5−LおよびC5−Rが接続されている。また、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rには、それぞれスイッチングトランジスタVswmL、VswmRを介して負電位発生回路17−L、17−Rが接続されている。なお、ここでは、タンク容量C5−LおよびC5−Rとして、強誘電体容量を用いたが、常誘電体容量を用いもよい。但し、強誘電体容量を用いれば、小面積で大容量を得られる。   On the other hand, tank capacitors C5-L and C5-R are connected between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R and the ground potential (reference potential, GND, Vss), respectively. Further, negative potential generating circuits 17-L and 17-R are connected to the first node Vmn-L and the second node Vmn-R via switching transistors VswmL and VswmR, respectively. Although the ferroelectric capacitors are used here as the tank capacitors C5-L and C5-R, paraelectric capacitors may be used. However, if a ferroelectric capacitor is used, a large capacity can be obtained with a small area.

上記構成によって、ビット線BL−L、BL−Rに、メモリセルから電位が転送されても、第1、第2タンク容量に蓄積された負電荷をpチャネル型MISFETT2−LおよびT2−Rを介して転送することで、ビット線を仮想的に接地電位に固定することができる。よって、プレート線に印加された読み出し電圧の大部分をメモリセルの強誘電体キャパシタに印加することができ、読み出しマージンを向上させることができる。また、読み出し速度を向上させることができる。さらに、ビット線容量の影響を低減できるため、メモリセルの大容量化によりビット線長が増加しても、上記良好な特性を維持できる。
以下、図2の回路をさらに詳細に説明する。
With the above configuration, even if a potential is transferred from the memory cell to the bit lines BL-L and BL-R, the negative charges accumulated in the first and second tank capacitors are transferred to the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R. By transferring via the bit line, the bit line can be virtually fixed to the ground potential. Therefore, most of the read voltage applied to the plate line can be applied to the ferroelectric capacitor of the memory cell, and the read margin can be improved. In addition, the reading speed can be improved. Further, since the influence of the bit line capacity can be reduced, the above-mentioned good characteristics can be maintained even if the bit line length is increased by increasing the capacity of the memory cell.
Hereinafter, the circuit of FIG. 2 will be described in more detail.

上記pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rのゲート電極(ノードVthg−L、Vthg−R)には、それぞれスイッチングトランジスタVswL、VswRを介して閾値電位(Vth)発生回路15−L、15−Rが接続されている。   The gate electrodes (nodes Vthg-L and Vthg-R) of the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R are respectively connected to threshold potential (Vth) generation circuits 15-L and 15-R via switching transistors VswL and VswR, respectively. Is connected.

また、ビット線BL−L、BL−Rとpチャネル型MISFETT2−L、T2−Rのゲート電極との間には、それぞれインバータアンプ回路13−L、13−Rが接続されている。インバータアンプ回路13−L、13−Rは、インバータINVL、INVR、容量C1−L、C1−R、C2−L、C2−Rおよび抵抗RL、RRで構成されている。   Further, inverter amplifier circuits 13-L and 13-R are connected between the bit lines BL-L and BL-R and the gate electrodes of the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R, respectively. The inverter amplifier circuits 13-L, 13-R are configured by inverters INVL, INVR, capacitors C1-L, C1-R, C2-L, C2-R and resistors RL, RR.

具体的には、ビット線BL−LとインバータINVLの入力部は、容量C1−Lを介して接続され、pチャネル型MISFETT2−Lのゲート電極とインバータINVLの出力部は、容量C2−Lを介して接続されている。また、インバータINVLの入力部と出力部とは、抵抗RLを介して接続されている。   Specifically, the bit line BL-L and the input part of the inverter INVL are connected via a capacitor C1-L, and the gate electrode of the p-channel MISFET T2-L and the output part of the inverter INVL have a capacitor C2-L. Connected through. Moreover, the input part and output part of inverter INVL are connected via resistance RL.

同様に、ビット線BL−RとインバータINVRの入力部は、容量C1−Rを介して接続され、pチャネル型MISFETT2−Rのゲート電極とインバータINVRの出力部は、容量C2−Rを介して接続されている。また、インバータINVRの入力部と出力部とは、抵抗RRを介して接続されている。   Similarly, the input part of the bit line BL-R and the inverter INVR is connected via the capacitor C1-R, and the gate electrode of the p-channel type MISFET T2-R and the output part of the inverter INVR are connected via the capacitor C2-R. It is connected. Further, the input part and the output part of the inverter INVR are connected via a resistor RR.

なお、上記インバータアンプ回路13−L、13−Rは、容量C1−L、C1−R、C2−L、C2−Rとして常誘電体容量を用いているが、強誘電体容量を用いてもよい。このインバータアンプ回路13−L、13−Rは、ビット線の電位をpチャネル型MISFETのゲート電極にフィードバックすることにより、ビット線をより強固に接地電位に固定する役割を果たす。   The inverter amplifier circuits 13-L and 13-R use paraelectric capacitors as the capacitors C1-L, C1-R, C2-L, and C2-R, but may also use ferroelectric capacitors. Good. The inverter amplifier circuits 13-L and 13-R play a role of more firmly fixing the bit line to the ground potential by feeding back the bit line potential to the gate electrode of the p-channel type MISFET.

また、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rには、正電位変換回路(L/S)19−L、19−Rが接続され、これらの出力(信号)Vsf−L、Vsf−Rの電位差をラッチ回路20で判定することにより、読み出しが行われる。   Further, positive potential conversion circuits (L / S) 19-L and 19-R are connected to the first node Vmn-L and the second node Vmn-R, and their outputs (signals) Vsf-L and Vsf- Reading is performed by determining the potential difference of R by the latch circuit 20.

ここで、本実施の形態においては、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rと第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rとの間にそれぞれpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rが接続されている。また、pチャネル型MISFETP1−Lのゲート電極は、第2ノードVmn−Rと接続され、pチャネル型MISFETP1−Rのゲート電極は、第1ノードVmn−Lと接続されている。この交差接続させたpチャネル型MISFETP1−LおよびP1−Rを回路30とする。この回路30は、後述するように、電荷大対策回路と言える。   In this embodiment, p-channel MISFETs P1-L and P1-R are respectively provided between the p-channel MISFETs T2-L and T2-R and the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R. It is connected. The gate electrode of the p-channel type MISFET P1-L is connected to the second node Vmn-R, and the gate electrode of the p-channel type MISFET P1-R is connected to the first node Vmn-L. The cross-connected p-channel type MISFETs P1-L and P1-R are referred to as a circuit 30. As will be described later, this circuit 30 can be said to be an electric charge countermeasure circuit.

次いで、上記センスアンプ回路を有する強誘電体記憶装置の読み出し動作を説明する。図3および図4に、強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャート(電位のシミュレーション)を示す。   Next, a read operation of the ferroelectric memory device having the sense amplifier circuit will be described. 3 and 4 show timing charts (potential simulation) at the time of reading from the ferroelectric memory device.

図3(A)に示すように、閾値電位発生回路15−L、15−Rの制御信号VthgenをHレベル(高電位レベル)とし、閾値電位発生回路15−L、15−Rからpチャネル型MISFETT2−L、T2−Rの閾値電位を出力する。この際、スイッチングトランジスタVswL、VswRの共通の制御信号Vswは、Hレベルであり、スイッチングトランジスタVswL、VswRは、オン状態である(図3(B)参照)。よって、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rのゲートに、閾値電位が供給される。次いで、ワード線WLの電位をHレベルとする(図4のWL参照)。   As shown in FIG. 3A, the control signal Vthgen of the threshold potential generation circuits 15-L and 15-R is set to the H level (high potential level), and the threshold potential generation circuits 15-L and 15-R are connected to the p-channel type. The threshold potentials of MISFETs T2-L and T2-R are output. At this time, the common control signal Vsw of the switching transistors VswL and VswR is at the H level, and the switching transistors VswL and VswR are in the on state (see FIG. 3B). Therefore, the threshold potential is supplied to the gates of the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R. Next, the potential of the word line WL is set to the H level (see WL in FIG. 4).

また、制御信号VswをLレベル(低電位レベル)とし、スイッチングトランジスタVswL、VswRをオフ状態とする。これにより、ノードVthg−L、Vthg−Rは、フローティング状態となる。   Further, the control signal Vsw is set to L level (low potential level), and the switching transistors VswL and VswR are turned off. Thereby, the nodes Vthg-L and Vthg-R are in a floating state.

次いで、負電位発生回路17−L、17−Rの制御信号VmngenをHレベルとし、負電位発生回路17−L、17−Rから負電位を出力する。この際、スイッチングトランジスタVswmR、VswmLの共通の制御信号Vswmは、Hレベルであり、スイッチングトランジスタVswmR、VswmLは、オン(導通)状態である(図3(D)参照)。よって、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rは、負電位となる。言い換えれば、タンク容量C5−L、C5−Rに負電荷がチャージされる。   Next, the control signal Vmngen of the negative potential generation circuits 17-L and 17-R is set to the H level, and negative potentials are output from the negative potential generation circuits 17-L and 17-R. At this time, the common control signal Vswm of the switching transistors VswmR and VswmL is at the H level, and the switching transistors VswmR and VswmL are in the on (conductive) state (see FIG. 3D). Therefore, the first node Vmn-L and the second node Vmn-R are negative potentials. In other words, negative charges are charged in the tank capacitors C5-L and C5-R.

次いで、制御信号VswmをLレベルとし、スイッチングトランジスタVswmR、VswmLをオフ状態とする。これにより、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rは、フローティング状態となる。   Next, the control signal Vswm is set to L level, and the switching transistors VswmR and VswmL are turned off. As a result, the first node Vmn-L and the second node Vmn-R are in a floating state.

次いで、プレート線PLをHレベルとする(図4のPL参照)。その結果、メモリセルの電荷が読み出される。言い換えれば、メモリセルの電荷がビット線BL−L、BL−Rに転送される。   Next, the plate line PL is set to the H level (see PL in FIG. 4). As a result, the charge of the memory cell is read out. In other words, the charge of the memory cell is transferred to the bit lines BL-L and BL-R.

上記電荷の転送により、ビット線BL−L、BL−Rの電位が上昇する。この電位の上昇をインバータアンプ13−L、13−Rによって逆位相で増幅することにより、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位を下げる。この電位の変化量(下げ幅)は、上記ビット線の電位の変化量(上昇量)に依存する。つまり、メモリセルの”0”データと”1”データの電荷量の差に依存する。   Due to the charge transfer, the potentials of the bit lines BL-L and BL-R rise. By amplifying this potential increase in the opposite phase by the inverter amplifiers 13-L and 13-R, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are decreased. The amount of potential change (decrease width) depends on the amount of potential change (increase amount) of the bit line. That is, it depends on the difference in charge amount between “0” data and “1” data in the memory cell.

ここで、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位が下がると、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオンする。よって、負電位にチャージされたタンク容量C5−L、C5−Rに、ビット線BL−L、BL−Rから電荷が転送される。即ち、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位が上昇する。メモリセルの電荷が全てタンク容量C5−L、C5−Rに転送されると、ビット線BL−L、BL−Rの電位が下降しノードVthg−L、Vthg−Rの電位が上昇し、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオフする。よって第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位上昇が止まる。この際、メモリセルの”0”データと”1”データの電荷量によってノードVthg−L、Vthg−Rの電位変動が異なり、これに対応して、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位の上昇幅が異なる。つまり、”0”データと”1”データの電荷量の差により、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rに電位差が生じる。   Here, when the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are lowered, the p-channel MISFETs T2-L and T2-R are turned on. Therefore, charges are transferred from the bit lines BL-L and BL-R to the tank capacitors C5-L and C5-R charged to a negative potential. That is, the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R rise. When all the charges of the memory cells are transferred to the tank capacitors C5-L and C5-R, the potentials of the bit lines BL-L and BL-R are lowered, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are raised, and p Channel type MISFETs T2-L and T2-R are turned off. Therefore, the potential increase at the first node Vmn-L and the second node Vmn-R stops. At this time, the potential fluctuations of the nodes Vthg-L and Vthg-R differ depending on the charge amounts of the “0” data and “1” data of the memory cell, and correspondingly, the first node Vmn-L and the second node Vmn. The increase range of the potential of -R is different. That is, a potential difference is generated between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R due to the difference in charge amount between the “0” data and the “1” data.

ここで、本実施の形態においては、前述したように、センスアンプ回路中に交差接続させたpチャネル型MISFETP1−L、P1−R(30)を備えているので次の動作がなされる。   Here, in the present embodiment, as described above, the p-channel MISFETs P1-L and P1-R (30) that are cross-connected are provided in the sense amplifier circuit, so that the following operation is performed.

即ち、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rのうち、より高電位であった方が、先にpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rの閾値電位(Vth)に達し、他方側のpチャネル型MISFETをオフさせる。図4においては、第2ノードVmn−Rが先に閾値電位(ここでは、−0.7V)に達しているので、pチャネル型MISFETP1−Lがオフする。その結果、第1ノードVmn−Lの電位の上昇が停止する(図4のVmn−R、Vmn−L参照)。   That is, the higher one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R first reaches the threshold potential (Vth) of the p-channel MISFETs P1-L and P1-R, and the other side The p-channel type MISFET is turned off. In FIG. 4, since the second node Vmn-R has already reached the threshold potential (here, -0.7 V), the p-channel MISFET P1-L is turned off. As a result, the rise in the potential of the first node Vmn-L stops (see Vmn-R and Vmn-L in FIG. 4).

このように、本実施の形態においては、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位に関わらず、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの一方の電位の上昇を抑えられるので、これらの電位差を大きく確保することができる。よって、読み出しマージンを向上させることができる。   In this manner, in this embodiment, since the increase in the potential of one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R can be suppressed regardless of the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R, A large potential difference can be secured. Therefore, the read margin can be improved.

以下に、比較回路(図5)を参照しながら、本実施の形態の効果について、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, the effects of the present embodiment will be described in more detail with reference to the comparison circuit (FIG. 5).

図5は、交差接続させたpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rを用いなかった場合のセンスアンプ回路の構成図である。なお、図2と同一箇所には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図5に示す回路においては、pチャネル型MISFETT2−LおよびT2−Rを直接第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rにそれぞれ接続している。   FIG. 5 is a configuration diagram of the sense amplifier circuit when the cross-connected p-channel type MISFETs P1-L and P1-R are not used. The same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the circuit shown in FIG. 5, p-channel type MISFETs T2-L and T2-R are directly connected to the first node Vmn-L and the second node Vmn-R, respectively.

かかる回路において、(1)メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が当初の設定と大きくズレた場合、(2)メモリセルの強誘電体キャパシタ容量とタンク容量との比が著しく変化した場合に読み出しマージンが低下する。   In such a circuit, (1) when the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell deviates greatly from the initial setting, (2) when the ratio between the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell and the tank capacity changes significantly, the read margin Decreases.

例えば、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量(”0”データの電荷量)が大きかった場合のシミュレーション結果を図6に示す。なお、この場合は、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量がタンク容量と比較し、相対的に大きい場合とも言える。   For example, FIG. 6 shows a simulation result in the case where the ferroelectric capacitor capacity (“0” data charge amount) of the memory cell is large. In this case, it can be said that the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell is relatively larger than the tank capacity.

この場合、図6に示すように、”0”データに対応する第1ノードVmn−Lが大きく上昇する。一方、”1”データに対応する第2ノードVmn−Rは、所定の電位(この場合0.7V)までしか上昇しないため、第1ノードVmn−Lと第2ノードVmn−Rの電位差が小さくなってしまう。よって、これに対応して、正電位変換回路19−L、19−Rの出力Vsf−LおよびVsf−Rの電位差も小さくなってしまう。正電位変換においては、通常変換ロスが生じるため、さらに電位差が小さくなる。   In this case, as shown in FIG. 6, the first node Vmn-L corresponding to “0” data rises greatly. On the other hand, since the second node Vmn-R corresponding to the “1” data rises only to a predetermined potential (in this case, 0.7 V), the potential difference between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R is small. turn into. Accordingly, correspondingly, the potential difference between the outputs Vsf-L and Vsf-R of the positive potential conversion circuits 19-L and 19-R is also reduced. In the positive potential conversion, a conversion loss usually occurs, so that the potential difference is further reduced.

これに対し、本実施の形態においては、前述したように、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの一方の電位(図4ではVmn−L)の上昇を抑えられるので、これらの電位差を大きく確保することができる。言い換えれば、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位差をVth以上とすることができる。よって、正電位変換回路19−L、19−Rの出力Vsf−LおよびVsf−Rの電位差を大きくすることができる。即ち、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位は負電位であるため正電位に変換し、その差をラッチする必要がある。従って、正電位変換回路19−L、19−Rの出力Vsf−LおよびVsf−Rの電位差が大きくなる所定の時間後にラッチ回路20をオンし、読み出し信号をデジタル信号(H又はL)として出力する。   On the other hand, in the present embodiment, as described above, an increase in one potential of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R (Vmn-L in FIG. 4) can be suppressed. A large potential difference can be secured. In other words, the potential difference between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R can be equal to or greater than Vth. Therefore, the potential difference between the outputs Vsf-L and Vsf-R of the positive potential conversion circuits 19-L and 19-R can be increased. That is, since the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R are negative potentials, it is necessary to convert them to positive potentials and latch the difference. Accordingly, the latch circuit 20 is turned on after a predetermined time when the potential difference between the outputs Vsf-L and Vsf-R of the positive potential conversion circuits 19-L and 19-R becomes large, and the read signal is output as a digital signal (H or L). To do.

このように、正電位変換回路19−L、19−Rの出力Vsf−LおよびVsf−Rの電位差を大きくすることができる。また、少なくともVth以上の電位差が確保されるため、正電位変換回路のセッティング(変換ロス)に関わらず、出力Vsf−LおよびVsf−Rの電位差を大きくすることができる。   Thus, the potential difference between the outputs Vsf-L and Vsf-R of the positive potential conversion circuits 19-L and 19-R can be increased. Further, since a potential difference of at least Vth is secured, the potential difference between the outputs Vsf-L and Vsf-R can be increased regardless of the setting (conversion loss) of the positive potential conversion circuit.

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、読み出しマージンを向上させることができる。また、読む出し特性を向上させることができる。なお、図4および図6においては、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位の変化も示した。   As described in detail above, according to the present embodiment, the read margin can be improved. Further, the reading out characteristics can be improved. 4 and 6 also show changes in potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R.

(実施の形態2)
実施の形態1においては、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量(”0”データの電荷量)が大きかった場合の対策について説明したが、本実施の形態においては、強誘電体キャパシタ容量(”1”データの電荷量)が小さかった場合の対策について説明する。なお、この場合は、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量がタンク容量と比較し、相対的に小さい場合とも言える。実施の形態1と同一箇所には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the countermeasure when the ferroelectric capacitor capacity (the amount of charge of “0” data) of the memory cell is large has been described. In the present embodiment, the ferroelectric capacitor capacity (“1”) is described. A countermeasure when the “data charge amount” is small will be described. In this case, it can be said that the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell is relatively small compared to the tank capacity. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図7は、本実施の形態のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。図2に示す回路に、電荷小対策回路として回路40が組み込まれている。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of the sense amplifier circuit (read circuit) of the present embodiment. A circuit 40 is incorporated in the circuit shown in FIG.

即ち、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rと、pチャネル型MISFETP1−L、P1−Rとの接続ノードである第3ノードVc−L、第4ノードVc−Rに、pチャネル型MISFETP3−L、P3−Rが接続されている。   That is, the p-channel MISFET P3- is connected to the third node Vc-L and the fourth node Vc-R, which are connection nodes between the p-channel MISFETs T2-L and T2-R and the p-channel MISFETs P1-L and P1-R. L and P3-R are connected.

具体的には、第3ノードVc−Lと接地電位との間にpチャネル型MISFETP3−L、が接続され、第4ノードVc−Rと接地電位との間にpチャネル型MISFETP3−R、が接続されている。pチャネル型MISFETP3−LおよびP3−Rのゲート電極は、容量C7を介して信号線Vupbに接続されている。また、pチャネル型MISFETP3−LおよびP3−Rのバックゲートは接地電位に接続されている。このように接続することで、基板へのリーク電流を低減できる。なお、信号線と信号とを同じ符号で示すことがある。また、ここでは容量C7として常誘電体容量を用いたが、強誘電体容量を用いてもよい。   Specifically, a p-channel MISFET P3-L is connected between the third node Vc-L and the ground potential, and a p-channel MISFET P3-R is connected between the fourth node Vc-R and the ground potential. It is connected. The gate electrodes of the p-channel type MISFETs P3-L and P3-R are connected to the signal line Vupb via the capacitor C7. The back gates of the p-channel type MISFETs P3-L and P3-R are connected to the ground potential. By connecting in this way, leakage current to the substrate can be reduced. Note that signal lines and signals may be denoted by the same reference numerals. Although a paraelectric capacitor is used here as the capacitor C7, a ferroelectric capacitor may be used.

次いで、上記センスアンプ回路を有する強誘電体記憶装置の読み出し動作を説明する。図8および図9に、強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャートを示す。なお、実施の形態1と同じ動作についてはその詳細な説明を省略し、特に、回路40に係る動作について詳細に説明する。また、図8の(A)〜(D)は、図3の(A)〜(D)と同じ波形である。   Next, a read operation of the ferroelectric memory device having the sense amplifier circuit will be described. 8 and 9 are timing charts at the time of reading from the ferroelectric memory device. The detailed description of the same operation as that of the first embodiment is omitted, and in particular, the operation related to the circuit 40 will be described in detail. Further, (A) to (D) of FIG. 8 have the same waveforms as (A) to (D) of FIG.

実施の形態1において図3等を参照しながら説明したように、制御信号VthgenをHレベルとし(図3(A)、図8(A)参照)、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rに、閾値電位を供給する。次いで、ワード線WLの電位をHレベルとする(図9のWL参照)。また、制御信号VswをLレベルとし(図3(B)、図8(B)参照)、ノードVthg−L、Vthg−Rをフローティング状態とする。次いで、制御信号VmngenをHレベルとし(図3(C)、図8(C)参照)、タンク容量C5−L、C5−Rに負電荷をチャージする。次いで、制御信号VswmをLレベルとし(図3(D)、図8(D)参照)、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rをフローティング状態とする。   As described with reference to FIG. 3 and the like in the first embodiment, the control signal Vthgen is set to the H level (see FIGS. 3A and 8A), and the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R are set. , Supply a threshold potential. Next, the potential of the word line WL is set to the H level (see WL in FIG. 9). Further, the control signal Vsw is set to the L level (see FIGS. 3B and 8B), and the nodes Vthg-L and Vthg-R are set in a floating state. Next, the control signal Vmngen is set to the H level (see FIGS. 3C and 8C), and negative charges are charged in the tank capacitors C5-L and C5-R. Next, the control signal Vswm is set to the L level (see FIGS. 3D and 8D), and the first node Vmn-L and the second node Vmn-R are set in a floating state.

次いで、プレート線PLをHレベルとする(図9のPL参照)。その結果、実施の形態1で説明したように、メモリセルの電荷がビット線BL−L、BL−Rに転送される。さらに、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位が上昇する。   Next, the plate line PL is set to the H level (see PL in FIG. 9). As a result, as described in the first embodiment, the charge of the memory cell is transferred to the bit lines BL-L and BL-R. Furthermore, the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R rise.

ここで、本実施の形態においては、前述したように、pチャネル型MISFETP3−L、P3−R(40)を備えているので次の動作がなされる。   Here, in this embodiment, as described above, since the p-channel type MISFETs P3-L and P3-R (40) are provided, the following operation is performed.

即ち、図8(E)に示すように、一定期間(例えば、プレート線PLの立ち上がりから期間t1後)に、制御信号VupをHレベルとする。即ち、Vupの反転信号であるVupbがLレベルとなる。よって、容量C7を介して信号が伝達され、pチャネル型MISFETP3−LおよびP3−Rがオン状態となる。よって、負電位である第3ノードVc−Lおよび第4ノードVc−Rが接地電位と接続され、負電位である第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rが上昇する。   That is, as shown in FIG. 8E, the control signal Vup is set to the H level for a certain period (for example, after the period t1 from the rise of the plate line PL). That is, Vupb, which is an inverted signal of Vup, becomes L level. Therefore, a signal is transmitted through the capacitor C7, and the p-channel MISFETs P3-L and P3-R are turned on. Therefore, the third node Vc-L and the fourth node Vc-R which are negative potentials are connected to the ground potential, and the first node Vmn-L and the second node Vmn-R which are negative potentials rise.

この後、実施の形態1で詳細に説明したように、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rのうち、より高電位であった方が、先にpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rの閾値電位に達し、他方側のpチャネル型MISFETをオフさせる。図9においては、第2ノードVmn−Rの電位が、先に閾値電位(ここでは、−0.7V)まで引き上げられ、pチャネル型MISFETP1−Lがオフする。その結果、第1ノードVmn−Lの電位の上昇が停止する(図9のVmn−R、Vmn−L参照)。   Thereafter, as described in detail in the first embodiment, the higher one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R has the higher p-channel type MISFETs P1-L, P1. The threshold potential of −R is reached and the other p-channel MISFET is turned off. In FIG. 9, the potential of the second node Vmn-R is first raised to the threshold potential (here, -0.7 V), and the p-channel MISFET P1-L is turned off. As a result, the rise in the potential of the first node Vmn-L stops (see Vmn-R and Vmn-L in FIG. 9).

このように、本実施の形態においては、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が小さいため、メモリセルからの電荷の転送では、第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位の上昇が少ない場合であっても、これらの電位差を大きく確保することができる。よって、読み出しマージンを向上させることができる。   As described above, in this embodiment, since the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell is small, the potential of the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R is increased in the charge transfer from the memory cell. Even if the number is small, it is possible to ensure a large potential difference. Therefore, the read margin can be improved.

以下に、前述の比較回路(図5)を参照しながら、本実施の形態の効果について、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, the effects of the present embodiment will be described in more detail with reference to the above-described comparison circuit (FIG. 5).

図5に示す比較回路において、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量(”1”データの電荷量)が小さかった場合のシミュレーション結果を図10に示す。   FIG. 10 shows a simulation result in the case where the ferroelectric capacitor capacity (charge amount of “1” data) of the memory cell is small in the comparison circuit shown in FIG.

この場合、図10に示すように、メモリセルからの電位の転送(抽出)が早く終了し、”1”データに対応する第2ノードVmn−Rの電位上昇が停止してしまう。よって、第1ノードVmn−Lと第2ノードVmn−Rの電位差が小さくなり、これに対応して、正電位変換回路19−L、19−Rの出力Vsf−LおよびVsf−Rの電位差も小さくなってしまう。正電位変換においては、通常変換ロスが生じるため、さらに電位差が小さくなる。   In this case, as shown in FIG. 10, the transfer (extraction) of the potential from the memory cell ends early, and the potential increase of the second node Vmn-R corresponding to the “1” data stops. Therefore, the potential difference between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R is reduced, and the potential difference between the outputs Vsf-L and Vsf-R of the positive potential conversion circuits 19-L and 19-R is also corresponding to this. It gets smaller. In the positive potential conversion, a conversion loss usually occurs, so that the potential difference is further reduced.

これに対し、本実施の形態においては、前述したように、pチャネル型MISFETP3−L、P3−R(40)によって、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を回路30が動作する電位まで上昇させることができる。そして、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位差をVth以上とすることができる。   On the other hand, in this embodiment, as described above, the circuit 30 sets the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R by the p-channel type MISFETs P3-L and P3-R (40). It can be raised to an operating potential. The potential difference between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R can be made equal to or greater than Vth.

よって、正電位変換回路19−L、19−Rの出力Vsf−LおよびVsf−Rの電位差を大きくすることができる。また、少なくともVth以上の電位差が確保されるため、正電位変換回路19−L、19−Rのセッティング(変換ロス)に関わらず、出力Vsf−LおよびVsf−Rの電位差を大きくすることができる。その結果、読み出しマージンを向上させることができる。読む出し特性を向上させることができる。なお、図9および図10においては、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位の変化も示した(図11についても同じ)。   Therefore, the potential difference between the outputs Vsf-L and Vsf-R of the positive potential conversion circuits 19-L and 19-R can be increased. Further, since a potential difference of at least Vth is secured, the potential difference between the outputs Vsf-L and Vsf-R can be increased regardless of the settings (conversion loss) of the positive potential conversion circuits 19-L and 19-R. . As a result, the read margin can be improved. Reading characteristics can be improved. 9 and 10 also show changes in potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R (the same applies to FIG. 11).

もちろん、本実施の形態においては、回路30を備えているため、実施の形態1で詳細に説明した、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量(”0”データの電荷量)が大きかった場合においても対応することができる。   Of course, since the circuit 30 is provided in the present embodiment, even when the ferroelectric capacitor capacity (the amount of charge of “0” data) of the memory cell described in detail in the first embodiment is large. Can respond.

図11に、図7の回路において、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量(”0”データの電荷量)が大きかった場合のシミュレーション結果を示す。この場合、制御信号VupがHレベルとなるタイミングの前に、回路30が動作し、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位差を確保することができる。回路30の動作は、実施の形態1で説明した通りである。よって、図11の結果は、図4と同様の結果となっている。   FIG. 11 shows a simulation result when the ferroelectric capacitor capacitance (charge amount of “0” data) of the memory cell is large in the circuit of FIG. In this case, the circuit 30 operates before the timing at which the control signal Vup becomes H level, and a potential difference between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R can be ensured. The operation of the circuit 30 is as described in the first embodiment. Therefore, the result of FIG. 11 is the same as that of FIG.

このように、本実施の形態によれば、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が、大きくなった場合でも、小さくなった場合でも対応することができる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to cope with the case where the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell is increased or decreased.

また、タンク容量C5−L、C5−Rを例えばゲート容量で構成することができる。ゲート容量とは、基板と基板上の絶縁膜とその上部の導電性膜で構成される容量であり、この導電性膜は、MISFETのゲート電極と同じ材料(工程)で形成することができる。   Further, the tank capacities C5-L and C5-R can be constituted by gate capacities, for example. The gate capacitance is a capacitance composed of a substrate, an insulating film on the substrate, and a conductive film thereover, and this conductive film can be formed of the same material (process) as the gate electrode of the MISFET.

即ち、メモリセルを構成する強誘電体容量と異なる材料でタンク容量を形成した場合、これらの容量の圧電特性や温度特性が異なるため、使用状態において所定の容量比となるよう制御することは困難である。しかしながら、本実施の形態によれば、これらの容量比が変化しても、上記の通り、回路30および40で補償することができる。よって、タンク容量をゲート電極で構成することができる。タンク容量をゲート容量で構成すれば、強誘電体容量と比較し、プロセスばらつきを低減することができる。もちろん、ゲート電極以外の導電性膜(例えば、配線等)を用いてタンク容量を構成してもよい。   That is, when tank capacitors are formed of a material different from the ferroelectric capacitors constituting the memory cells, it is difficult to control the capacitance ratio to a predetermined capacity in the usage state because the piezoelectric characteristics and temperature characteristics of these capacitors are different. It is. However, according to the present embodiment, even if these capacitance ratios change, the circuits 30 and 40 can compensate for them as described above. Therefore, the tank capacity can be constituted by the gate electrode. If the tank capacity is constituted by a gate capacity, process variations can be reduced as compared with a ferroelectric capacity. Of course, the tank capacitance may be configured using a conductive film (for example, wiring) other than the gate electrode.

(実施の形態3)
本実施の形態においては、電荷小対策回路(40)の他の構成例を説明する。なお、実施の形態1、2と同一箇所には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, another configuration example of the small charge countermeasure circuit (40) will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as Embodiment 1, 2, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図12は、本実施の形態のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。図2に示す回路に、電荷小対策回路として回路40A−L、40A−Rが組み込まれている。   FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of the sense amplifier circuit (read circuit) of the present embodiment. Circuits 40A-L and 40A-R are incorporated in the circuit shown in FIG.

即ち、インバータINVLの出力部と接地電位との間にnチャネル型MISFETN1−Lが接続され、インバータINVRの出力部と接地電位との間にnチャネル型MISFETN1−Rが接続されている。これらのnチャネル型MISFETN1−L、N1−Rのゲート電極は、信号線Vupと接続されている。   That is, the n-channel type MISFET N1-L is connected between the output part of the inverter INVL and the ground potential, and the n-channel type MISFET N1-R is connected between the output part of the inverter INVR and the ground potential. The gate electrodes of these n-channel type MISFETs N1-L and N1-R are connected to the signal line Vup.

次いで、上記センスアンプ回路を有する強誘電体記憶装置の読み出し動作を説明する。各種信号等の動作は、実施の形態2(図8、図9)と同じである。よって、ここでは、制御信号VupのHレベルへの変化以降の回路40A−L、40A−Rの動作について説明する。   Next, a read operation of the ferroelectric memory device having the sense amplifier circuit will be described. Operations of various signals and the like are the same as those in the second embodiment (FIGS. 8 and 9). Therefore, here, the operation of the circuits 40A-L and 40A-R after the change of the control signal Vup to the H level will be described.

図8(E)に示すように、読み出し動作開始から一定の期間後(例えば、プレート線PLの立ち上がりからt1後)に、制御信号VupがHレベルとなると、nチャネル型MISFETN1−L、N1−Rがオン状態となる。よって、インバータINBL、INBRの出力部の電位が低下し、これに対応してノードVthg−L、Vthg−Rの電位が低下する。従って、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオン状態となり、ビット線BL−L、BL−Rと負電位ノードである第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rが接続される。その結果、第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位が上昇する。即ち、メモリセルからの電荷の転送(抽出)が終了し、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位の変化がなくなると、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオフする。しかし、ここでは、nチャネル型MISFETN1−L、N1−Rによって、強制的にpチャネル型MISFETT2−L、T2−Rをオンさせ、第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位を上昇させる。   As shown in FIG. 8E, when the control signal Vup becomes H level after a certain period from the start of the read operation (for example, after t1 from the rise of the plate line PL), the n-channel type MISFETs N1-L, N1- R is turned on. Therefore, the potentials at the output portions of the inverters INBL and INBR are lowered, and the potentials at the nodes Vthg-L and Vthg-R are lowered accordingly. Therefore, the p-channel MISFETs T2-L and T2-R are turned on, and the bit lines BL-L and BL-R are connected to the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R which are negative potential nodes. As a result, the potentials of the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R rise. That is, when transfer (extraction) of charges from the memory cell is completed and the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are not changed, the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R are turned off. However, here, the p-channel MISFETs T2-L and T2-R are forcibly turned on by the n-channel MISFETs N1-L and N1-R, and the potentials of the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R are set. Raise.

この後、実施の形態2で説明したように、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rのうち、より高電位であった方が、先にpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rの閾値電位に達し、他方側のpチャネル型MISFETをオフさせる。図9においては、第2ノードVmn−Rの電位が、先に閾値電位(ここでは、−0.7V)まで引き上げられ、pチャネル型MISFETP1−Lがオフする。その結果、第1ノードVmn−Lの電位の上昇が停止する(図9のVmn−R、Vmn−L参照)。   Thereafter, as described in the second embodiment, the higher one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R has the p-channel type MISFETs P1-L, P1-R first. And the other side p-channel MISFET is turned off. In FIG. 9, the potential of the second node Vmn-R is first raised to the threshold potential (here, -0.7 V), and the p-channel MISFET P1-L is turned off. As a result, the rise in the potential of the first node Vmn-L stops (see Vmn-R and Vmn-L in FIG. 9).

このように、本実施の形態においても、実施の形態2と同様に、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が小さい場合であっても、第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位差を大きく確保することができる。よって、読み出しマージンを向上させることができる。もちろん、本実施の形態においても、回路30を備えているため、実施の形態1で詳細に説明した、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が大きい場合においても対応することができる。   As described above, in the present embodiment, as in the second embodiment, even when the ferroelectric capacitor capacitance of the memory cell is small, the potential difference between the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R. Can be secured greatly. Therefore, the read margin can be improved. Of course, since the circuit 30 is also provided in this embodiment, it is possible to cope with the case where the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell described in detail in Embodiment 1 is large.

(実施の形態4)
本実施の形態においては、電荷小対策回路(40)のさらに他の構成例を説明する。なお、実施の形態1、2、3と同一箇所には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, still another configuration example of the small charge countermeasure circuit (40) will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as Embodiment 1, 2, 3, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図13は、本実施の形態のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。図2に示す回路に、電荷小対策回路として回路40B−L、40B−Rが組み込まれている。   FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of the sense amplifier circuit (read circuit) of this embodiment. Circuits 40B-L and 40B-R are incorporated in the circuit shown in FIG.

即ち、インバータINVLの入力部と電源電位(駆動電位、Vcc、Vdd)との間にpチャネル型MISFETP2−Lが接続され、インバータINVRの入力部と電源電位との間にpチャネル型MISFETP2−Rが接続されている。これらのpチャネル型MISFETP2−L、P2−Rのゲート電極は、信号線Vupbと接続されている。   That is, a p-channel type MISFET P2-L is connected between the input portion of the inverter INVL and the power supply potential (drive potential, Vcc, Vdd), and the p-channel type MISFET P2-R is connected between the input portion of the inverter INVR and the power supply potential. Is connected. The gate electrodes of these p-channel type MISFETs P2-L and P2-R are connected to the signal line Vupb.

次いで、上記センスアンプ回路を有する強誘電体記憶装置の読み出し動作を説明する。各種信号等の動作は、実施の形態2(図8、図9)と同じである。よって、ここでは、制御信号VupbのLレベルへの変化以降の回路40B−L、40B−Rの動作について説明する。   Next, a read operation of the ferroelectric memory device having the sense amplifier circuit will be described. Operations of various signals and the like are the same as those in the second embodiment (FIGS. 8 and 9). Therefore, here, the operation of the circuits 40B-L and 40B-R after the change of the control signal Vupb to the L level will be described.

図8(E)に示すように、読み出し動作開始から一定の期間後(例えば、プレート線PLの立ち上がりからt1後)に、制御信号VupがHレベルとなると、Vupの反転信号であるVupbはLレベルとなり、pチャネル型MISFETP2−L、P2−Rがオン状態となる。よって、インバータINBL、INBRの入力部の電位が上昇し、インバータINBL、INBRの出力部の電位が低下する。これに対応してノードVthg−L、Vthg−Rの電位が低下する。従って、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオン状態となり、ビット線BL−L、BL−Rと負電位ノードである第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rが接続される。その結果、第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位が上昇する。即ち、メモリセルからの電荷の転送(抽出)が終了し、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位の変化がなくなると、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオフする。しかし、ここでは、pチャネル型MISFETP2−L、P2−Rによって、強制的にpチャネル型MISFETT2−L、T2−Rをオンさせ、第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位を上昇させる。   As shown in FIG. 8E, when the control signal Vup becomes H level after a certain period from the start of the read operation (for example, after t1 from the rise of the plate line PL), Vupb which is an inverted signal of Vup is L The p-channel type MISFETs P2-L and P2-R are turned on. Therefore, the potentials at the input portions of the inverters INBL and INBR are increased, and the potentials at the output portions of the inverters INBL and INBR are decreased. Correspondingly, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are lowered. Therefore, the p-channel MISFETs T2-L and T2-R are turned on, and the bit lines BL-L and BL-R are connected to the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R which are negative potential nodes. As a result, the potentials of the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R rise. That is, when the transfer (extraction) of charges from the memory cell is completed and the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R no longer change, the p-channel MISFETs T2-L and T2-R are turned off. However, here, the p-channel type MISFETs P2-L and P2-R are forced to turn on the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R, and the potentials of the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R are set. Raise.

この後、実施の形態2で説明したように、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rのうち、より高電位であった方が、先にpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rの閾値電位に達し、他方側のpチャネル型MISFETをオフさせる。図9においては、第2ノードVmn−Rの電位が、先に閾値電位(ここでは、−0.7V)まで引き上げられ、pチャネル型MISFETP1−Lがオフする。その結果、第1ノードVmn−Lの電位の上昇が停止する(図9のVmn−R、Vmn−L参照)。   Thereafter, as described in the second embodiment, the higher one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R has the p-channel type MISFETs P1-L, P1-R first. And the other side p-channel MISFET is turned off. In FIG. 9, the potential of the second node Vmn-R is first raised to the threshold potential (here, -0.7 V), and the p-channel MISFET P1-L is turned off. As a result, the rise in the potential of the first node Vmn-L stops (see Vmn-R and Vmn-L in FIG. 9).

このように、本実施の形態においても、実施の形態2と同様に、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が小さい場合であっても、第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位差を大きく確保することができる。よって、読み出しマージンを向上させることができる。もちろん、本実施の形態においても、回路30を備えているため、実施の形態1で詳細に説明した、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が大きい場合においても対応することができる。   As described above, in the present embodiment, as in the second embodiment, even when the ferroelectric capacitor capacitance of the memory cell is small, the potential difference between the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R. Can be secured greatly. Therefore, the read margin can be improved. Of course, since the circuit 30 is also provided in this embodiment, it is possible to cope with the case where the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell described in detail in Embodiment 1 is large.

次いで、実施の形態2〜4で説明した電荷小対策回路(40、40A−L/R、40B−L/R)のさらなる効果について説明する。   Next, further effects of the small charge countermeasure circuits (40, 40A-L / R, 40B-L / R) described in the second to fourth embodiments will be described.

実施の形態2の電荷小対策回路40においては、制御信号Vupbにより、確実に第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rをプルアップすることができる。また、ビット線BL−L、BL−Rと別に制御されるためビット線BL−L、BL−Rにノイズを与え難い。   In the small charge countermeasure circuit 40 of the second embodiment, the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R can be reliably pulled up by the control signal Vupb. Further, since it is controlled separately from the bit lines BL-L and BL-R, it is difficult to give noise to the bit lines BL-L and BL-R.

実施の形態3および4の電荷小対策回路40A−L/R、40B−L/Rにおいては、正電位でMISFETを制御するための容量C7を形成する必要がなく、回路面積の縮小化を図ることができる。   In the small charge countermeasure circuits 40A-L / R and 40B-L / R of the third and fourth embodiments, it is not necessary to form the capacitor C7 for controlling the MISFET with a positive potential, and the circuit area is reduced. be able to.

また、実施の形態4の電荷小対策回路40B−L/Rにおいては、インバータINVL、INVRの入力側の電位を制御するため、インバータINVL、INVRの入出力電位をHレベルおよびLレベルに固定でき、貫通電流を低減することができる。   In addition, in the small charge countermeasure circuit 40B-L / R of the fourth embodiment, since the potential on the input side of the inverters INVL and INVR is controlled, the input / output potentials of the inverters INVL and INVR can be fixed at the H level and the L level. Through current can be reduced.

なお、上記実施の形態においては、2T2Cの強誘電体メモリを例に説明したが、本発明は、一方のビット線に参照電位が印加される1T1C(例えば、オープンビットタイプの1T1C)の強誘電体メモリにも適用可能である。   In the above embodiment, a 2T2C ferroelectric memory has been described as an example. However, in the present invention, 1T1C (for example, open bit type 1T1C) ferroelectric in which a reference potential is applied to one bit line is described. It is also applicable to body memory.

(実施の形態5)
図14は、本実施の形態のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。図2に示す回路に、負電位発生回路50−L、50−Rおよびプルアップ回路(電荷小対策回路)41A−L、41A−Rが組み込まれている。なお、以下の説明において、上記実施の形態1〜4と同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。また、以下の説明において、信号線と信号(電位)を同じ符号で示す場合がある。
(Embodiment 5)
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of the sense amplifier circuit (read circuit) of the present embodiment. In the circuit shown in FIG. 2, negative potential generation circuits 50-L, 50-R and pull-up circuits (charge-reduction countermeasure circuits) 41A-L, 41A-R are incorporated. In the following description, components having the same functions as those in the first to fourth embodiments are given the same or related reference numerals, and repeated description thereof is omitted. In the following description, signal lines and signals (potentials) may be denoted by the same reference numerals.

即ち、負電位発生回路50−L、50−Rは、それぞれ、容量C8−R、C8−Lを有し、容量C8−Rは、ビット線BL−Rと信号線Vblmとの間に接続され、容量C8−Lは、ビット線BL−Lと信号線Vblmとの間に接続されている。なお、ここでは容量C8−R、C8−Lとして強誘電体容量を用いたが、常誘電体容量を用いてもよい。   That is, the negative potential generation circuits 50-L and 50-R have capacitors C8-R and C8-L, respectively, and the capacitor C8-R is connected between the bit line BL-R and the signal line Vblm. The capacitor C8-L is connected between the bit line BL-L and the signal line Vblm. Here, ferroelectric capacitors are used as the capacitors C8-R and C8-L, but paraelectric capacitors may be used.

また、プルアップ回路41A−L、41A−Rは、それぞれ2つのnチャネル型MISFET(N2−LおよびN1−L、N2−RおよびN1−R)を有している。即ち、インバータINVLの出力部と接地電位(基準電位、GND、Vss)との間にnチャネル型MISFETN2−LおよびN1−Lが直列に接続され、nチャネル型MISFETN2−Lのゲート電極は、インバータINVLの入力部と接続され、nチャネル型MISFETN1−Lのゲート電極は、信号線Vupと接続されている。また、インバータINVLの出力部と接地電位との間にnチャネル型MISFETN2−RおよびN1−Rが直列に接続され、nチャネル型MISFETN2−Rのゲート電極は、インバータINVRの入力部と接続され、nチャネル型MISFETN1−Rのゲート電極は、信号線Vupと接続されている。   The pull-up circuits 41A-L and 41A-R each have two n-channel MISFETs (N2-L and N1-L, N2-R and N1-R). That is, n-channel MISFETs N2-L and N1-L are connected in series between the output part of the inverter INVL and the ground potential (reference potential, GND, Vss). The gate electrode of the n-channel MISFET N2-L The gate electrode of the n-channel MISFET N1-L is connected to the signal line Vup. Also, n-channel type MISFETs N2-R and N1-R are connected in series between the output part of the inverter INVL and the ground potential, and the gate electrode of the n-channel type MISFET N2-R is connected to the input part of the inverter INVR. The gate electrode of the n-channel type MISFET N1-R is connected to the signal line Vup.

他の構成は、実施の形態1(図2)と同様である。簡単に説明すると、ビット線BL−LおよびBL−Rは、それぞれ、2つのpチャネル型MISFETT2−LおよびP1−L、T2−RおよびP1−Rを介して第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rに接続されている。このpチャネル型MISFETT2−LとP1−Lの接続ノードをVc−Lと、pチャネル型MISFETT2−RとP1−R2との接続ノードをVc−Rとする。   Other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 2). Briefly, the bit lines BL-L and BL-R are connected to the first node Vmn-L and the second node via the two p-channel type MISFETs T2-L and P1-L, T2-R and P1-R, respectively. It is connected to the node Vmn-R. A connection node between the p-channel type MISFET T2-L and P1-L is Vc-L, and a connection node between the p-channel type MISFET T2-R and P1-R2 is Vc-R.

一方、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rと、接地電位との間には、それぞれタンク容量C5−LおよびC5−Rが接続されている。   On the other hand, tank capacitors C5-L and C5-R are connected between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R and the ground potential, respectively.

また、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rには、それぞれスイッチングトランジスタVswmL、VswmRを介して負電位発生回路17−L、17−Rが接続されている。   Further, negative potential generating circuits 17-L and 17-R are connected to the first node Vmn-L and the second node Vmn-R via switching transistors VswmL and VswmR, respectively.

また、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rには、正電位変換回路(L/S)19−L、19−Rが接続され、これらの出力(信号)Vsf−L、Vsf−Rの電位差をラッチ回路20で判定することにより、読み出しが行われる。   Further, positive potential conversion circuits (L / S) 19-L and 19-R are connected to the first node Vmn-L and the second node Vmn-R, and their outputs (signals) Vsf-L and Vsf- Reading is performed by determining the potential difference of R by the latch circuit 20.

さらに、上記pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rのゲート電極(ノードVthg−L、Vthg−R)には、それぞれスイッチングトランジスタVswL、VswRを介して閾値電位(Vth)発生回路15−L、15−Rが接続されている。   Further, the gate electrodes (nodes Vthg-L, Vthg-R) of the p-channel type MISFETs T2-L, T2-R are respectively connected to threshold potential (Vth) generation circuits 15-L, 15 through switching transistors VswL, VswR. -R is connected.

また、ビット線BL−L、BL−Rとpチャネル型MISFETT2−L、T2−Rのゲート電極との間には、それぞれインバータアンプ回路(制御回路、フィードバック回路)13−L、13−Rが接続されている。インバータアンプ回路13−L、13−Rは、インバータINVL、INVR、容量C1−L、C1−R、C2−L、C2−Rおよび抵抗RL、RRで構成されている。これらの抵抗RL,RRはスイッチングトランジスタでも良い。   In addition, inverter amplifier circuits (control circuit, feedback circuit) 13-L and 13-R are respectively provided between the bit lines BL-L and BL-R and the gate electrodes of the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R. It is connected. The inverter amplifier circuits 13-L, 13-R are configured by inverters INVL, INVR, capacitors C1-L, C1-R, C2-L, C2-R and resistors RL, RR. These resistors RL and RR may be switching transistors.

具体的には、ビット線BL−LとインバータINVLの入力部は、容量C1−Lを介して接続され、pチャネル型MISFETT2−Lのゲート電極とインバータINVLの出力部は、容量C2−Lを介して接続されている。また、インバータINVLの入力部と出力部とは、抵抗RLを介して接続されている。   Specifically, the bit line BL-L and the input part of the inverter INVL are connected via a capacitor C1-L, and the gate electrode of the p-channel MISFET T2-L and the output part of the inverter INVL have a capacitor C2-L. Connected through. Moreover, the input part and output part of inverter INVL are connected via resistance RL.

同様に、ビット線BL−RとインバータINVRの入力部は、容量C1−Rを介して接続され、pチャネル型MISFETT2−Rのゲート電極とインバータINVRの出力部は、容量C2−Rを介して接続されている。また、インバータINVRの入力部と出力部とは、抵抗RRを介して接続されている。   Similarly, the input part of the bit line BL-R and the inverter INVR is connected via the capacitor C1-R, and the gate electrode of the p-channel type MISFET T2-R and the output part of the inverter INVR are connected via the capacitor C2-R. It is connected. Further, the input part and the output part of the inverter INVR are connected via a resistor RR.

また、pチャネル型MISFETP1−Lのゲート電極は、第2ノードVmn−Rと接続され、pチャネル型MISFETP1−Rのゲート電極は、第1ノードVmn−Lと接続されている。この交差接続させたpチャネル型MISFETP1−LおよびP1−Rを回路30(電荷大対策回路)と言う。   The gate electrode of the p-channel type MISFET P1-L is connected to the second node Vmn-R, and the gate electrode of the p-channel type MISFET P1-R is connected to the first node Vmn-L. The cross-connected p-channel type MISFETs P1-L and P1-R are referred to as a circuit 30 (large charge countermeasure circuit).

次いで、上記センスアンプ回路を有する強誘電体記憶装置の読み出し動作を説明する。図15および図16に、本実施の形態の強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャートを示す。横軸は時間[ns]、縦軸は電位[V]を示す。   Next, a read operation of the ferroelectric memory device having the sense amplifier circuit will be described. 15 and 16 show timing charts at the time of reading in the ferroelectric memory device of the present embodiment. The horizontal axis represents time [ns], and the vertical axis represents potential [V].

図15(A)に示すように、閾値電位発生回路15−L、15−Rの制御信号VthgenをHレベル(高電位レベル)とし、閾値電位発生回路15−L、15−Rからpチャネル型MISFETT2−L、T2−Rの閾値電位を出力する。この際、スイッチングトランジスタVswL、VswRの共通の制御信号Vswは、Hレベルであり、スイッチングトランジスタVswL、VswRは、オン(導通)状態である(図15(B)参照)。よって、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rのゲート電極に、閾値電位が供給される。   As shown in FIG. 15A, the control signal Vthgen of the threshold potential generating circuits 15-L and 15-R is set to the H level (high potential level), and the threshold potential generating circuits 15-L and 15-R are connected to the p-channel type. The threshold potentials of MISFETs T2-L and T2-R are output. At this time, the common control signal Vsw of the switching transistors VswL and VswR is at the H level, and the switching transistors VswL and VswR are in the on (conductive) state (see FIG. 15B). Therefore, the threshold potential is supplied to the gate electrodes of the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R.

次いで、制御信号VswをLレベル(低電位レベル)とし、スイッチングトランジスタVswL、VswRをオフ状態とする(図15(B)参照)。これにより、ノードVthg−L、Vthg−Rは、フローティング状態となる。   Next, the control signal Vsw is set to L level (low potential level), and the switching transistors VswL and VswR are turned off (see FIG. 15B). Thereby, the nodes Vthg-L and Vthg-R are in a floating state.

次いで、ワード線WLの電位をHレベルとする(図16のWL参照)。さらに、負電位発生回路17−L、17−Rの制御信号VmngenをHレベルとし、負電位発生回路17−L、17−Rから負電位を出力する(図15(C)参照)。この際、スイッチングトランジスタVswmR、VswmLの共通の制御信号Vswmは、Hレベルであり、スイッチングトランジスタVswmR、VswmLは、オン状態である(図15(D)参照)。よって、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rは、負電位となる。言い換えれば、タンク容量C5−L、C5−Rに負電荷がチャージされる。   Next, the potential of the word line WL is set to the H level (see WL in FIG. 16). Further, the control signal Vmngen of the negative potential generation circuits 17-L and 17-R is set to the H level, and negative potentials are output from the negative potential generation circuits 17-L and 17-R (see FIG. 15C). At this time, the common control signal Vswm of the switching transistors VswmR and VswmL is at the H level, and the switching transistors VswmR and VswmL are in the on state (see FIG. 15D). Therefore, the first node Vmn-L and the second node Vmn-R are negative potentials. In other words, negative charges are charged in the tank capacitors C5-L and C5-R.

次いで、信号VblmをHレベルからLレベルへ変化させ(図15(E)参照)、ビット線BL−L、BL−Rの電位を降下させる。即ち、ビット線BL−L、BL−Rの電位を接地電位から負電位に叩く。例えば、図16の15ns前後において、ビット線BL−L、BL−Rの電位が、0V近傍から若干、負電位に低下していることが確認できる。なお、信号Vblmの立ち下げ(HレベルからLレベルへの変化)は、プレート線PLの立ち上げ(読み出し開始)の前後であれば良く、当該タイミングに限定されない。   Next, the signal Vblm is changed from the H level to the L level (see FIG. 15E), and the potentials of the bit lines BL-L and BL-R are lowered. That is, the potential of the bit lines BL-L and BL-R is tapped from the ground potential to the negative potential. For example, it can be confirmed that the potentials of the bit lines BL-L and BL-R slightly decrease from around 0 V to a negative potential around 15 ns in FIG. Note that the fall of the signal Vblm (change from the H level to the L level) may be performed before and after the rise (reading start) of the plate line PL, and is not limited to the timing.

このビット線BL−L、BL−Rの電位の変化に対応し、ノードVthg−LおよびVthg−Rの電位が上昇する。即ち、ビット線BL−L、BL−Rの電位が下がることに対応し、インバータINVL、INVRの入力部の電位が下降し、出力部の電位が上昇する。よって、ノードVthg−LおよびVthg−Rの電位が上昇する。   Corresponding to the potential change of the bit lines BL-L and BL-R, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R rise. That is, in response to the potentials of the bit lines BL-L and BL-R being lowered, the potentials at the input portions of the inverters INVL and INVR are lowered and the potentials at the output portion are raised. Accordingly, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are increased.

次いで、制御信号VswmをLレベルとし、スイッチングトランジスタVswmR、VswmLをオフ状態とする(図15(D)参照)。これにより、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rは、フローティング状態となる。   Next, the control signal Vswm is set to L level, and the switching transistors VswmR and VswmL are turned off (see FIG. 15D). As a result, the first node Vmn-L and the second node Vmn-R are in a floating state.

次いで、プレート線PLをHレベルとする(図16のPL参照)。その結果、メモリセルの電荷が読み出される。言い換えれば、メモリセルの電荷がビット線BL−L、BL−Rに転送される。   Next, the plate line PL is set to the H level (see PL in FIG. 16). As a result, the charge of the memory cell is read out. In other words, the charge of the memory cell is transferred to the bit lines BL-L and BL-R.

上記電荷の転送により、ビット線BL−L、BL−Rの電位が上昇する。この電位の上昇をインバータアンプ13−L、13−Rによって逆位相で増幅することにより、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位を下げる。この電位の変化量(下げ幅)は、上記ビット線の電位の変化量(上昇量)に依存する。つまり、メモリセルの”0”データと”1”データの電荷量の差に依存する。   Due to the charge transfer, the potentials of the bit lines BL-L and BL-R rise. By amplifying this potential increase in the opposite phase by the inverter amplifiers 13-L and 13-R, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are decreased. The amount of potential change (decrease width) depends on the amount of potential change (increase amount) of the bit line. That is, it depends on the difference in charge amount between “0” data and “1” data in the memory cell.

ここで、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位が下がると、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオンする。よって、負電位にチャージされたタンク容量C5−L、C5−Rに、ビット線BL−L、BL−Rから電荷が転送される。即ち、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位が上昇する。そして、メモリセルの電荷が全てタンク容量C5−L、C5−Rに転送されると、ビット線BL−L、BL−Rの電位が下降し、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位が上昇し、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオフする。よって、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位上昇が止まる。この際、メモリセルの”0”データと”1”データの電荷量によってノードVthg−L、Vthg−Rの電位の変動が異なり、これに対応して、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位の上昇幅が異なる。つまり、”0”データと”1”データの電荷量の差により、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rに電位差が生じる。   Here, when the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are lowered, the p-channel MISFETs T2-L and T2-R are turned on. Therefore, charges are transferred from the bit lines BL-L and BL-R to the tank capacitors C5-L and C5-R charged to a negative potential. That is, the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R rise. When all the charges of the memory cells are transferred to the tank capacitors C5-L and C5-R, the potentials of the bit lines BL-L and BL-R are lowered and the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are raised. Then, the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R are turned off. Therefore, the potential increase at the first node Vmn-L and the second node Vmn-R stops. At this time, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R vary depending on the charge amounts of the “0” data and “1” data in the memory cell. Correspondingly, the first node Vmn-L and the second node The increasing range of the potential of Vmn-R is different. That is, a potential difference is generated between the first node Vmn-L and the second node Vmn-R due to the difference in charge amount between the “0” data and the “1” data.

〔電荷大対策回路の効果〕
ここで、本実施の形態においては、実施の形態1で詳細に説明したように、センスアンプ回路中に、交差接続させたpチャネル型MISFETP1−L、P1−R(30)を備えているので次の動作がなされる。
[Effect of large charge countermeasure circuit]
In this embodiment, as described in detail in the first embodiment, the sense amplifier circuit includes p-channel MISFETs P1-L and P1-R (30) that are cross-connected. The following operations are performed.

即ち、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rのうち、より高電位であった方が、先にpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rの閾値電位(Vth)に達し、他方側のpチャネル型MISFETをオフさせる。図16においては、第2ノードVmn−Rが先に閾値電位(ここでは、−0.7V)に達しているので、pチャネル型MISFETP1−Lがオフする。その結果、第1ノードVmn−Lの電位の上昇が停止する(図16のVmn−R、Vmn−L参照)。   That is, the higher one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R first reaches the threshold potential (Vth) of the p-channel MISFETs P1-L and P1-R, and the other side The p-channel type MISFET is turned off. In FIG. 16, since the second node Vmn-R has already reached the threshold potential (here, -0.7 V), the p-channel MISFET P1-L is turned off. As a result, the rise in the potential of the first node Vmn-L stops (see Vmn-R and Vmn-L in FIG. 16).

このように、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位に関わらず、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの一方の電位の上昇を抑えられるので、これらの電位差を大きく確保することができる。よって、読み出しマージンを向上させることができる。   As described above, since a rise in the potential of one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R can be suppressed regardless of the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R, a large potential difference between them can be secured. Can do. Therefore, the read margin can be improved.

〔プルアップ回路の第1効果〕
次いで、図15(F)に示すように、一定期間(例えば、信号Vblmの立ち下げから期間t2後)後に、制御信号VupをHレベルとする。よって、nチャネル型MISFETN1−L、N1−Rがオン状態となる。ここで、nチャネル型MISFETN2−L又はN2−Rのゲート電極には、当初から1/2Vcc程度の電圧が印加されている。これは、インバータ(INVL、INVR)の入出力部が抵抗RRにより接続されていることによる。よって、nチャネル型MISFETN2−LおよびN2−Rは、当初より若干オン状態であり、ビット線BL−L、BL−Rの電位(インバータINVL、INVRの入力部の電位)の上昇に対応して、オンの程度(オン電流)が、上昇する。
[First effect of pull-up circuit]
Next, as shown in FIG. 15F, the control signal Vup is set to the H level after a certain period (for example, after a period t2 from the fall of the signal Vblm). Therefore, the n-channel type MISFETs N1-L and N1-R are turned on. Here, a voltage of about 1/2 Vcc is applied to the gate electrode of the n-channel MISFET N2-L or N2-R from the beginning. This is because the input / output parts of the inverters (INVL, INVR) are connected by the resistor RR. Therefore, the n-channel MISFETs N2-L and N2-R are slightly on from the beginning, and correspond to the rise in the potentials of the bit lines BL-L and BL-R (the potentials of the input portions of the inverters INVL and INVR). The degree of ON (ON current) increases.

上記制御信号Vupの立ち上げ時にnチャネル型MISFETN1−L、N1−Rがオンすることにより、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位が低下する。この電位低下の程度はBL−L、BL−Rの電位の差に応じて変化する。従って、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rがオン状態となり、第1、第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位を上昇させることができる。   Since the n-channel MISFETs N1-L and N1-R are turned on when the control signal Vup rises, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R are lowered. The degree of this potential drop varies depending on the difference in potential between BL-L and BL-R. Therefore, the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R are turned on, and the potentials of the first and second nodes Vmn-L and Vmn-R can be raised.

この後、前述したように、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rのうち、より高電位であった方が、先にpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rの閾値電位に達し、他方側のpチャネル型MISFETをオフさせる。   Thereafter, as described above, the higher one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R first reaches the threshold potential of the p-channel type MISFETs P1-L and P1-R. The p channel MISFET on the other side is turned off.

このように、プルアップ回路41A−R、41A−Lによって、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を回路30が動作する電位まで上昇させることができる(実施の形態2〜4参照)。   Thus, the pull-up circuits 41A-R and 41A-L can raise the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R to the potential at which the circuit 30 operates (the second to second embodiments). 4).

さらに、本実施の形態においては、ビット線BL−L、BL−Rの電位に対応して、nチャネル型MISFETN2−LおよびN2−Rのオンの程度(オン電流)が異なる。よって、ビット線BL−L、BL−Rの電位差を反映しつつ、ノードVthg−L、Vthg−Rの電位を下降させることができる(図16の27〜30ns近傍参照)。即ち、ビット線BL−L、BL−Rの電位差を反映しつつ、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を引き上げることができる。よって、読み出しマージンの更なる向上を図ることができる。   Further, in the present embodiment, the on-states (on currents) of the n-channel type MISFETs N2-L and N2-R differ according to the potentials of the bit lines BL-L and BL-R. Therefore, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R can be lowered while reflecting the potential difference between the bit lines BL-L and BL-R (refer to the vicinity of 27 to 30 ns in FIG. 16). That is, the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R can be raised while reflecting the potential difference between the bit lines BL-L and BL-R. Therefore, the reading margin can be further improved.

この後、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rに、それぞれ接続された正電位変換回路(L/S)19−L、19−Rの出力(信号)Vsf−L、Vsf−Rの電位差をラッチ回路20で判定することにより、読み出しが行われる。   Thereafter, outputs (signals) Vsf-L and Vsf-R of positive potential conversion circuits (L / S) 19-L and 19-R connected to the first node Vmn-L and the second node Vmn-R, respectively. Is read by the latch circuit 20.

〔負電位発生回路の効果〕
さらに、本実施の形態においては、負電位発生回路50−L、50−Rを組み込んだので、読み出し精度の向上(誤判定の低減)を図ることができる。
[Effect of negative potential generator]
Further, in the present embodiment, since the negative potential generation circuits 50-L and 50-R are incorporated, it is possible to improve reading accuracy (reduce erroneous determination).

例えば、メモリセルの読み出しにおいて、”0”データと”1”データでは、”1”データの方が読み出される電荷量が多い。しかしながら、強誘電体特性に特異的な劣化が生じた場合や製造バラツキにより強誘電体容量の面積差異が生じた場合に、一時的に”0”データ側の電位が、”1”データ側の電位より高くなる場合がある。このような場合を電荷の出力順が逆転した場合という。   For example, when reading data from a memory cell, the amount of charge read out from “1” data is larger for “0” data and “1” data. However, when a specific deterioration occurs in the ferroelectric characteristics or when there is a difference in the area of the ferroelectric capacitance due to manufacturing variations, the potential on the “0” data side temporarily changes to the “1” data side. It may be higher than the potential. Such a case is called a case where the charge output order is reversed.

図17は、比較回路(図5)において、電荷の出力順が逆転した場合のタイミングチャートである。図示するように、ビット線BL−L(破線)の電位がビット線BL−Rの電位より大きくなっている(例えば、20ns付近参照)。これに伴い、Vthg−L<Vthg−R、Vmn−L>Vmn−Rとなっている。しかしながら、最終的には、ビット線BL−Rの電位がビット線BL−Lの電位より大きくなり、Vmn−L<Vmn−Rとなっている。   FIG. 17 is a timing chart when the output order of charges is reversed in the comparison circuit (FIG. 5). As shown in the figure, the potential of the bit line BL-L (broken line) is larger than the potential of the bit line BL-R (for example, see the vicinity of 20 ns). Accordingly, Vthg-L <Vthg-R and Vmn-L> Vmn-R. However, finally, the potential of the bit line BL-R becomes larger than the potential of the bit line BL-L, and Vmn-L <Vmn-R.

図18は、図12に示す回路において、電荷の出力順が逆転した場合のタイミングチャートである。図示するように、ビット線BL−L(破線)の電位がビット線BL−Rの電位より大きくなっている(例えば、20n付近参照)。これに伴い、Vthg−L<Vthg−Rとなり、Vmn−L>Vmn−Rに対応した読み出し(誤判定)がなされている。   FIG. 18 is a timing chart when the charge output order is reversed in the circuit shown in FIG. As shown in the drawing, the potential of the bit line BL-L (broken line) is larger than the potential of the bit line BL-R (for example, see the vicinity of 20n). Along with this, Vthg−L <Vthg−R, and reading (erroneous determination) corresponding to Vmn−L> Vmn−R is performed.

図19は、本実施の形態の回路(図14)において、電荷の出力順が逆転した場合のタイミングチャートである。図示するように、当初、ビット線BL−L(破線)の電位がビット線BL−Rの電位より大きくなっている(例えば、20n付近参照)ものの、これらの関係を是正してから、ノードVmn−LおよびVmn−Rの上昇が始まり、最終的には、Vmn−L<Vmn−Rに基づく判定がなされている。即ち、誤判定を改善している。さらに、図17の場合より、ノードVmn−LおよびVmn−Rの電位差が大きくなっている。即ち、読み出しマージンが向上している。   FIG. 19 is a timing chart when the output order of charges is reversed in the circuit of this embodiment (FIG. 14). As shown in the figure, although the potential of the bit line BL-L (broken line) is initially higher than the potential of the bit line BL-R (for example, refer to the vicinity of 20n), the node Vmn is corrected after correcting these relations. The rise of -L and Vmn-R starts, and finally, determination based on Vmn-L <Vmn-R is made. That is, erroneous determination is improved. Furthermore, the potential difference between the nodes Vmn-L and Vmn-R is larger than in the case of FIG. That is, the read margin is improved.

上記誤判定の改善は、負電位発生回路50−L、50−Rの効果である。即ち、負電位発生回路50−L、50−Rにより、ビット線B−L、BL−Rを負電位に叩くことにより、ノードVthg−LおよびVthg−Rの電位を上昇させ、読み出し初期における第1、第2pチャネル型MISFETの動作を制限できる。即ち、pチャネル型MISFETT2−LおよびT2−Rがオンするタイミングを遅くすることができる。言い換えれば、読み出し初期の第1、第2pチャネル型MISFETの動作をマスクできる。   The improvement of the erroneous determination is an effect of the negative potential generation circuits 50-L and 50-R. That is, the negative potential generating circuits 50-L and 50-R cause the bit lines B-L and BL-R to hit the negative potential, thereby increasing the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R. The operation of the first and second p-channel MISFETs can be limited. That is, the timing when the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R are turned on can be delayed. In other words, the operation of the first and second p-channel MISFETs in the initial stage of reading can be masked.

よって、一時的に電荷の出力順が逆転していても、pチャネル型MISFETT2−LおよびT2−Rがオンするまでに、これらの関係が是正される。   Therefore, even if the output order of charges is temporarily reversed, these relationships are corrected before the p-channel MISFETs T2-L and T2-R are turned on.

従って、”1”データ側の電位が”0”データ側の電位より高くなった後、pチャネル型MISFETT2−LおよびT2−Rをオンさせ、ノードVmn−LおよびVmn−Rの電位上昇を開始できる(図19の30ns近傍参照)。   Therefore, after the potential on the “1” data side becomes higher than the potential on the “0” data side, the p-channel type MISFETs T2-L and T2-R are turned on, and the potential increases at the nodes Vmn-L and Vmn-R are started. (See the vicinity of 30 ns in FIG. 19).

さらに、”1”データ側の電位が”0”データ側の電位より高くなった後、信号Vupを立ち上げることで、強制的にノードVthg−LおよびVthg−Rの電位を下げることができる。よって、より迅速に、第1又は第2ノードVmn−L、Vmn−Rの電位を回路30が動作する電位まで上昇させることができる。   Furthermore, the potentials of the nodes Vthg-L and Vthg-R can be forcibly lowered by raising the signal Vup after the potential on the “1” data side becomes higher than the potential on the “0” data side. Therefore, the potential of the first or second node Vmn-L, Vmn-R can be raised to the potential at which the circuit 30 operates more quickly.

また、負電位発生回路50−L、50−Rの容量C8−L、C8−Rを、強誘電体メモリを構成する強誘電体容量とほぼ同一容量とすることが好ましい。ほぼ同一容量とは、例えば、同一材料で設計上同じ寸法で形成することをいう。かかる構成とすれば、”0”データ分の電荷がキャンセルされ、ビット線が正電位まで上昇した際には、”0”データの電位と”1”データの電位の逆転が是正されることとなる。   Further, it is preferable that the capacitors C8-L and C8-R of the negative potential generating circuits 50-L and 50-R have substantially the same capacitance as the ferroelectric capacitors constituting the ferroelectric memory. “Substantially the same capacity” refers to, for example, forming the same material with the same dimensions in design. With this configuration, when the charge for “0” data is canceled and the bit line rises to a positive potential, the reversal of the potential of the “0” data and the potential of the “1” data is corrected. Become.

なお、前述の図12の回路においても、例えば、タンク容量C5−LおよびC5−Rを調整するなどして、読み出し初期にノードVthg−LおよびVthg−Rの電位差が生じないよう工夫し、誤判定を防止しつつ、実施の形態3で説明した効果を享受することができる。   In the circuit shown in FIG. 12 as well, for example, by adjusting the tank capacities C5-L and C5-R, the potential difference between the nodes Vthg-L and Vthg-R does not occur at the initial stage of reading. The effect described in Embodiment 3 can be enjoyed while preventing the determination.

〔プルアップ回路の第2効果〕
さらに、本実施の形態においては、ビット線BL−L、BL−Rを負電位に叩いているため、プルアップ回路41A−L、41A−Rを併用することが望ましい。
[Second effect of pull-up circuit]
Furthermore, in this embodiment, since the bit lines BL-L and BL-R are beaten to a negative potential, it is desirable to use the pull-up circuits 41A-L and 41A-R together.

即ち、本実施の形態においては、ビット線BL−L、BL−Rを介してノードVmn−R、Vmn−Lに読み出される電荷が少なくなる場合がある。例えば、メモリセルの強誘電体容量と負電位発生回路を構成している容量C8−L、C8−Rの劣化の程度が異なる場合など、ビット線を負電位に叩きすぎた状態となる。   In other words, in this embodiment, there are cases where charges read to the nodes Vmn-R and Vmn-L via the bit lines BL-L and BL-R are reduced. For example, when the ferroelectric capacitor of the memory cell and the capacitors C8-L and C8-R constituting the negative potential generating circuit have different degrees of deterioration, the bit line is struck too negatively.

図20は、図14に示す回路からプルアップ回路を除いた回路において、ビット線の電位を負電位に叩きすぎた場合のタイミングチャートである。即ち、図20においては、図16と比較し、ビット線BL−L、BL−Rの負電位への変化が大きくなっている。このような場合、図示すように、”1”データに対応するノードVmn−Rの電位上昇が小さく、さらに、ノードVmn−LとVmn−Rの電位差も小くなる。従って、読み出しマージンが小さくなってしまう。   FIG. 20 is a timing chart when the potential of the bit line is overstruck to a negative potential in the circuit shown in FIG. 14 excluding the pull-up circuit. That is, in FIG. 20, the change to the negative potential of the bit lines BL-L and BL-R is larger than that in FIG. In such a case, as shown in the figure, the potential increase of the node Vmn-R corresponding to the “1” data is small, and the potential difference between the nodes Vmn-L and Vmn-R is also small. Accordingly, the read margin is reduced.

図21は、本実施の形態の回路(図14)において、ビット線の電位を負電位に叩きすぎた場合のタイミングチャートである。この場合も、前述の「プルアップ回路の効果」の欄で説明したように、プルアップ回路41A−R、41A−Lによって、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を回路30が動作する電位まで上昇させることができ、読み出しマージンの向上を図ることができている。   FIG. 21 is a timing chart in the case where the bit line potential is overstruck to a negative potential in the circuit of this embodiment (FIG. 14). Also in this case, as described above in the section “Effect of the pull-up circuit”, the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R are set by the pull-up circuits 41A-R and 41A-L. Thus, the read margin can be improved.

(実施の形態6)
図22は、本実施の形態のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。図14(実施の形態5)のプルアップ回路41A−L、41A−Rに変えて、プルアップ回路41Bが組み込まれている。
(Embodiment 6)
FIG. 22 is a circuit diagram showing a configuration of the sense amplifier circuit (read circuit) of the present embodiment. A pull-up circuit 41B is incorporated in place of the pull-up circuits 41A-L and 41A-R in FIG. 14 (fifth embodiment).

即ち、ビット線BL−LおよびBL−Rとpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rとの間にそれぞれpチャネル型MISFETP4−L、P4−Rが接続され、これら(P4−L、P4−R)のゲート電極に、容量C9を介して信号線Vupbが接続されている。別の言い方をすれば、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rとそれぞれ並列にpチャネル型MISFETP4−L、P4−Rが接続されている。他の構成は、実施の形態5(図14)と同様である。また、ここでは容量C9として常誘電体容量を用いたが、強誘電体容量を用いてもよい。   That is, p-channel MISFETs P4-L and P4-R are connected between the bit lines BL-L and BL-R and the p-channel MISFETs P1-L and P1-R, respectively (P4-L, P4-R). ) Is connected to the signal line Vupb via the capacitor C9. In other words, p-channel MISFETs P4-L and P4-R are connected in parallel with the p-channel MISFETs T2-L and T2-R, respectively. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment (FIG. 14). Although a paraelectric capacitor is used here as the capacitor C9, a ferroelectric capacitor may be used.

次いで、上記センスアンプ回路を有する強誘電体記憶装置の読み出し動作を説明する。各種信号等の動作は、実施の形態5(図15、図16)と同様である。よって、ここでは、制御信号VupのHレベルへの変化(制御信号VupbのLレベルへの変化)以降の回路41Bの動作について説明する。   Next, a read operation of the ferroelectric memory device having the sense amplifier circuit will be described. Operations of various signals and the like are the same as those in the fifth embodiment (FIGS. 15 and 16). Therefore, here, the operation of the circuit 41B after the change of the control signal Vup to the H level (change of the control signal Vupb to the L level) will be described.

即ち、一定期間(例えば、信号Vblmの立ち下げから期間t2後)後に、制御信号VupをHレベルとすると、制御信号VupbがLレベルとなり、pチャネル型MISFETP4−L、P4−Rがオン状態となる。よって、負電位である第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を引き上げることができる。この後、より高電位であるノードVmn−Rが、先にpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rの閾値電位(Vth)に達し、他方側のpチャネル型MISFETをオフさせる。   That is, when the control signal Vup is set to the H level after a certain period (for example, after the period t2 from the fall of the signal Vblm), the control signal Vupb is set to the L level, and the p-channel type MISFETs P4-L and P4-R are turned on. Become. Therefore, the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R, which are negative potentials, can be raised. Thereafter, the higher-potential node Vmn-R first reaches the threshold potential (Vth) of the p-channel MISFETs P1-L and P1-R, and turns off the other p-channel MISFET.

このように、本実施の形態においても、実施の形態5と同様の効果を奏する。即ち、電荷大対策回路30により、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの一方の電位の上昇を抑えられるので、これらの電位差を大きく確保することができる。よって、読み出しマージンを向上させることができる。   Thus, also in this embodiment, the same effect as in the fifth embodiment is obtained. That is, since the increase in the potential of one of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R can be suppressed by the large charge countermeasure circuit 30, it is possible to ensure a large potential difference between them. Therefore, the read margin can be improved.

また、プルアップ回路41Bにより、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を回路30が動作する電位まで上昇させることができる。さらに、ビット線BL−L、BL−Rの電位差を反映しつつ、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を引き上げることができる。よって、読み出しマージンの更なる向上を図ることができる。さらに、ビット線の電位を負電位に叩きすぎた場合でも、プルアップ回路により、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を回路30が動作する電位まで上昇させることができる。   Further, the pull-up circuit 41B can raise the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R to the potential at which the circuit 30 operates. Furthermore, the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R can be raised while reflecting the potential difference between the bit lines BL-L and BL-R. Therefore, the reading margin can be further improved. Further, even when the bit line potential is excessively negative, the pull-up circuit can raise the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R to the potential at which the circuit 30 operates.

(実施の形態7)
実施の形態5(図14)のプルアップ回路41A−L、41A−Rに変えて、実施の形態2〜4(図7、図12、図13)のプルアップ回路(40、40A、40B)を適用してもよい。
(Embodiment 7)
Instead of the pull-up circuits 41A-L and 41A-R of the fifth embodiment (FIG. 14), the pull-up circuits (40, 40A, 40B) of the second to fourth embodiments (FIGS. 7, 12, and 13) are used. May be applied.

図23〜図25は、本実施の形態のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。   23 to 25 are circuit diagrams showing configurations of the sense amplifier circuit (read circuit) of the present embodiment.

<適用例1>
図23に示すように、実施の形態5(図14)のプルアップ回路41A−L、41A−Rに変えて、実施の形態2(図7)のプルアップ回路(40)を組み込んでもよい。
<Application example 1>
As shown in FIG. 23, the pull-up circuit (40) of the second embodiment (FIG. 7) may be incorporated in place of the pull-up circuits 41A-L and 41A-R of the fifth embodiment (FIG. 14).

即ち、pチャネル型MISFETT2−L、T2−Rと、pチャネル型MISFETP1−L、P1−Rとの接続ノードである第3ノードVc−L、第4ノードVc−Rに、pチャネル型MISFETP3−L、P3−Rが接続されている。   That is, the p-channel MISFET P3- is connected to the third node Vc-L and the fourth node Vc-R, which are connection nodes between the p-channel MISFETs T2-L and T2-R and the p-channel MISFETs P1-L and P1-R. L and P3-R are connected.

具体的には、第3ノードVc−Lと接地電位との間にpチャネル型MISFETP3−L、が接続され、第4ノードVc−Rと接地電位との間にpチャネル型MISFETP3−R、が接続されている。pチャネル型MISFETP3−LおよびP3−Rのゲート電極は、容量C7を介して信号線Vupbに接続されている。また、pチャネル型MISFETP3−LおよびP3−Rのバックゲートは接地電位に接続されている。このように接続することで、基板へのリーク電流を低減できる。また、ここでは容量C7として常誘電体容量を用いたが、強誘電体容量を用いてもよい。   Specifically, a p-channel MISFET P3-L is connected between the third node Vc-L and the ground potential, and a p-channel MISFET P3-R is connected between the fourth node Vc-R and the ground potential. It is connected. The gate electrodes of the p-channel type MISFETs P3-L and P3-R are connected to the signal line Vupb via the capacitor C7. The back gates of the p-channel type MISFETs P3-L and P3-R are connected to the ground potential. By connecting in this way, leakage current to the substrate can be reduced. Although a paraelectric capacitor is used here as the capacitor C7, a ferroelectric capacitor may be used.

<適用例2>
図24に示すように、実施の形態5(図14)のプルアップ回路41A−L、41A−Rに変えて、実施の形態3(図12)のプルアップ回路(40A−L、40A−R)を組み込んでもよい。
<Application example 2>
As shown in FIG. 24, instead of the pull-up circuits 41A-L and 41A-R of the fifth embodiment (FIG. 14), the pull-up circuits (40A-L and 40A-R) of the third embodiment (FIG. 12) are used. ) May be incorporated.

即ち、インバータINVLの出力部と接地電位との間にnチャネル型MISFETN1−Lが接続され、インバータINVRの出力部と接地電位との間にnチャネル型MISFETN1−Rが接続されている。これらのnチャネル型MISFETN1−L、N1−Rのゲート電極は、信号線Vupと接続されている。   That is, the n-channel type MISFET N1-L is connected between the output part of the inverter INVL and the ground potential, and the n-channel type MISFET N1-R is connected between the output part of the inverter INVR and the ground potential. The gate electrodes of these n-channel type MISFETs N1-L and N1-R are connected to the signal line Vup.

<適用例3>
図25に示すように、実施の形態5(図14)のプルアップ回路41A−L、41A−Rに変えて、実施の形態3(図13)のプルアップ回路(40B−L、40B−R)を組み込んでもよい。
<Application example 3>
As shown in FIG. 25, instead of the pull-up circuits 41A-L and 41A-R of the fifth embodiment (FIG. 14), the pull-up circuits (40B-L and 40B-R of the third embodiment (FIG. 13) are replaced. ) May be incorporated.

即ち、インバータINVLの入力部と電源電位(駆動電位、Vcc、Vdd)との間にpチャネル型MISFETP2−Lが接続され、インバータINVRの入力部と電源電位との間にpチャネル型MISFETP2−Rが接続されている。これらのpチャネル型MISFETP2−L、P2−Rのゲート電極は、信号線Vupbと接続されている。   That is, a p-channel type MISFET P2-L is connected between the input portion of the inverter INVL and the power supply potential (drive potential, Vcc, Vdd), and the p-channel type MISFET P2-R is connected between the input portion of the inverter INVR and the power supply potential. Is connected. The gate electrodes of these p-channel type MISFETs P2-L and P2-R are connected to the signal line Vupb.

上記適用例1〜3(図23〜図24)の回路においても、プルアップ回路により、負電位である第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を、回路30が動作する電位まで上昇させることができる(実施の形態2〜4参照)。   Also in the circuits of Application Examples 1 to 3 (FIGS. 23 to 24), the pull-up circuit causes the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R, which are negative potentials, to be the potential at which the circuit 30 operates. (See Embodiments 2 to 4).

さらに、ビット線の電位を負電位に叩きすぎた場合でも、プルアップ回路により、第1ノードVmn−Lおよび第2ノードVmn−Rの電位を回路30が動作する電位まで上昇させることができる。   Further, even when the bit line potential is excessively negative, the pull-up circuit can raise the potentials of the first node Vmn-L and the second node Vmn-R to the potential at which the circuit 30 operates.

なお、上記実施の形態5〜7においては、いわゆる2T2Cの強誘電体記憶装置について説明したが、1T1Cの強誘電体記憶装置に本発明を適用してもよい。   Although the so-called 2T2C ferroelectric memory device has been described in the fifth to seventh embodiments, the present invention may be applied to a 1T1C ferroelectric memory device.

また、実施の形態1(図2)の回路に、実施の形態5および6で説明したプルアップ回路(41A、41B)を適用してもよい。また、実施の形態1(図2)の回路に、実施の形態5で説明した負電位発生回路50を適用してもよい。   Further, the pull-up circuit (41A, 41B) described in the fifth and sixth embodiments may be applied to the circuit of the first embodiment (FIG. 2). Further, the negative potential generation circuit 50 described in the fifth embodiment may be applied to the circuit of the first embodiment (FIG. 2).

このように、上記発明の実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。   As described above, the examples and application examples described through the embodiments of the present invention can be used in combination as appropriate according to the application, or can be used with modifications or improvements. It is not limited to the description.

強誘電体記憶装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a ferroelectric memory device. 実施の形態1のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to the first embodiment. 強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart at the time of reading of a ferroelectric memory device. 強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart at the time of reading of a ferroelectric memory device. 交差接続させたpチャネル型MISFETP1−L、P1−Rを用いなかった場合のセンスアンプ回路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a sense amplifier circuit when cross-connected p-channel MISFETs P1-L and P1-R are not used. 図5に示す比較回路においてメモリセルの強誘電体キャパシタ容量が大きかった場合のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a simulation result when the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell is large in the comparison circuit shown in FIG. 5. 実施の形態2のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to a second embodiment. 強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart at the time of reading of a ferroelectric memory device. 強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart at the time of reading of a ferroelectric memory device. 図5に示す比較回路においてメモリセルの強誘電体キャパシタ容量が小さかった場合のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a simulation result when the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell is small in the comparison circuit shown in FIG. 5. 図7の回路において、メモリセルの強誘電体キャパシタ容量が大きかった場合のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a simulation result when the ferroelectric capacitor capacity of the memory cell is large in the circuit of FIG. 7. 実施の形態3のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to a third embodiment. 実施の形態4のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to a fourth embodiment. 実施の形態5のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to a fifth embodiment. 実施の形態5の強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャートである。10 is a timing chart at the time of reading in the ferroelectric memory device according to the fifth embodiment. 実施の形態5の強誘電体記憶装置の読み出し時のタイミングチャートである。10 is a timing chart at the time of reading in the ferroelectric memory device according to the fifth embodiment. 図5に示す比較回路において、電荷の出力順が逆転した場合のタイミングチャートである。6 is a timing chart when the output order of charges is reversed in the comparison circuit shown in FIG. 5. 図12に示す回路において、電荷の出力順が逆転した場合のタイミングチャートである。13 is a timing chart when the output order of charges is reversed in the circuit shown in FIG. 12. 図14に示す回路において、電荷の出力順が逆転した場合のタイミングチャートである。15 is a timing chart when the output order of charges is reversed in the circuit shown in FIG. 図14に示す回路からプルアップ回路を削除した回路において、ビット線の電位を負電位に叩きすぎた場合のタイミングチャートである。15 is a timing chart in the case where the pull-up circuit is removed from the circuit shown in FIG. 図14に示す回路において、ビット線の電位を負電位に叩きすぎた場合のタイミングチャートである。15 is a timing chart in the case where the bit line potential is overstruck to a negative potential in the circuit shown in FIG. 実施の形態6のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to a sixth embodiment. 実施の形態7のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 20 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to a seventh embodiment. 実施の形態7のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 20 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to a seventh embodiment. 実施の形態7のセンスアンプ回路(読み出し回路)の構成を示す回路図である。FIG. 20 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sense amplifier circuit (read circuit) according to a seventh embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

13−L、13−R…インバータアンプ回路、15−L、15−R…閾値電位(Vth)発生回路、17−L、17−R…負電位発生回路、19−L、19−R…正電位変換回路、20…ラッチ回路、30…電荷大対策回路、40…電荷小対策回路、40A−L、40A−R…電荷小対策回路、40B−L、40B−R…電荷小対策回路、41A−L、41A−R…プルアップ回路、50−L、50−R…負電位発生回路、100…強誘電体メモリ装置、110…メモリセルアレイ、120…ワード線制御部、130…プレート線制御部、140…ビット線制御部、BL−L、BL−R…ビット線、C1−L、C1−R、C2−L、C2−R、…容量、C5−L、C5−R…タンク容量、C7…容量、C8−L、C8−R…容量、C9…容量、INVL、INVR…インバータ、N1−L、N1−R、N2−L、N2−R…nチャネル型MISFET、P1−L、P1−R…pチャネル型MISFET、P2−L、P2−R…pチャネル型MISFET、P3−L、P3−R…pチャネル型MISFET、P4−L、P4−R…pチャネル型MISFET、PL…プレート線、RL、RR…抵抗、T2−L、T2−R…pチャネル型MISFET、t1、t2…期間、Vc−L、Vc−R…ノード、Vmn−L、Vmn−R…ノード、Vmngen…制御信号、Vsf−L、Vsf−R…出力(信号)、VswL、VswR…スイッチングトランジスタ、VswmL、VswmR…スイッチングトランジスタ、Vsw、Vswm…制御信号、Vthg−L、Vthg−R…ノード、Vthgen…制御信号、Vup、Vupb…信号、Vblm…信号、WL…ワード線   13-L, 13-R ... inverter amplifier circuit, 15-L, 15-R ... threshold potential (Vth) generation circuit, 17-L, 17-R ... negative potential generation circuit, 19-L, 19-R ... positive Potential conversion circuit, 20 ... latch circuit, 30 ... large charge countermeasure circuit, 40 ... small charge countermeasure circuit, 40A-L, 40A-R ... small charge countermeasure circuit, 40B-L, 40B-R ... small charge countermeasure circuit, 41A -L, 41A-R ... Pull-up circuit, 50-L, 50-R ... Negative potential generation circuit, 100 ... Ferroelectric memory device, 110 ... Memory cell array, 120 ... Word line control unit, 130 ... Plate line control unit 140, bit line control unit, BL-L, BL-R, bit line, C1-L, C1-R, C2-L, C2-R, ... capacity, C5-L, C5-R ... tank capacity, C7 ... Capacity, C8-L, C8-R ... Capacity, C9 ... Capacity INVL, INVR: inverter, N1-L, N1-R, N2-L, N2-R ... n-channel type MISFET, P1-L, P1-R ... p-channel type MISFET, P2-L, P2-R ... p-channel MISFET, P3-L, P3-R ... p-channel MISFET, P4-L, P4-R ... p-channel MISFET, PL ... plate line, RL, RR ... resistor, T2-L, T2-R ... p-channel Type MISFET, t1, t2 ... period, Vc-L, Vc-R ... node, Vmn-L, Vmn-R ... node, Vmngen ... control signal, Vsf-L, Vsf-R ... output (signal), VswL, VswR ... Switching transistor, VswmL, VswmR ... Switching transistor, Vsw, Vswm ... Control signal, Vthg-L, Vthg-R ... Node, thgen ... control signal, Vup, Vupb ... signal, Vblm ... signal, WL ... word line

Claims (16)

第1ノードと第3ノードとの間に接続され、そのゲート電極が第2ノードに接続された第1pチャネル型MISFETと、
前記第2ノードと第4ノードとの間に接続され、そのゲート電極が前記第1ノードに接続された第2pチャネル型MISFETと、
第1ビット線と前記第3ノードとの間に接続された第1電荷転送MISFETと、
第2ビット線と前記第4ノードとの間に接続された第2電荷転送MISFETと、
前記第1ビット線と前記第1電荷転送MISFETの第1ゲート電極との間に接続され、前記第1ビット線の電位に応じて、前記第1ゲート電極に印加される電位を制御する第1制御回路と、
前記第2ビット線と前記第2電荷転送MISFETの第2ゲート電極との間に接続され、前記第2ビット線の電位に応じて、前記第2ゲート電極に印加される電位を制御する第2制御回路と、
前記第1ノードに接続された第1容量と、
前記第2ノードに接続された第2容量と、
前記第1ビット線に接続された第1負電位発生回路と、
前記第2ビット線に接続された第2負電位発生回路と、
を有することを特徴とする強誘電体記憶装置。
A first p-channel type MISFET connected between the first node and the third node, the gate electrode of which is connected to the second node;
A second p-channel MISFET connected between the second node and the fourth node, the gate electrode of which is connected to the first node;
A first charge transfer MISFET connected between a first bit line and the third node;
A second charge transfer MISFET connected between a second bit line and the fourth node;
The first bit line is connected between the first bit line and the first gate electrode of the first charge transfer MISFET, and controls the potential applied to the first gate electrode in accordance with the potential of the first bit line. A control circuit;
The second bit line is connected between the second bit line and the second gate electrode of the second charge transfer MISFET, and controls a potential applied to the second gate electrode in accordance with the potential of the second bit line. A control circuit;
A first capacitor connected to the first node;
A second capacitor connected to the second node;
A first negative potential generating circuit connected to the first bit line;
A second negative potential generating circuit connected to the second bit line;
A ferroelectric memory device comprising:
前記第1および第2電荷転送用MISFETは、それぞれpチャネル型MISFETであることを特徴とする請求項1記載の強誘電体記憶装置。   2. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein each of the first and second charge transfer MISFETs is a p-channel type MISFET. 前記第1制御回路は、第1ビット線と前記第1電荷転送MISFETのゲート電極との間に接続された第1インバータであって、その入力部と前記第1ビット線が第3容量を介して接続され、その出力部と前記第1電荷転送MISFETのゲート電極が第4容量を介して接続された第1インバータを有し、
前記第2制御回路は、第2ビット線と前記第2電荷転送MISFETのゲート電極との間に接続された第2インバータであって、その入力部と前記第2ビット線が第5容量を介して接続され、その出力部と前記第2電荷転送MISFETのゲート電極が第6容量を介して接続された第2インバータを有することを特徴とする請求項1又は2記載の強誘電体記憶装置。
The first control circuit is a first inverter connected between a first bit line and a gate electrode of the first charge transfer MISFET, and the input portion and the first bit line are connected via a third capacitor. A first inverter having an output portion connected to a gate electrode of the first charge transfer MISFET through a fourth capacitor;
The second control circuit is a second inverter connected between a second bit line and a gate electrode of the second charge transfer MISFET, and the input portion and the second bit line are connected via a fifth capacitor. 3. The ferroelectric memory device according to claim 1, further comprising: a second inverter connected to the output portion of the second charge transfer MISFET via a sixth capacitor.
前記第1負電位発生回路は、前記第1ビット線と、第1信号線との間に接続された第7容量を有し、
前記第2負電位発生回路は、前記第2ビット線と、前記第1信号線との間に接続された第8容量を有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の強誘電体記憶装置。
The first negative potential generating circuit has a seventh capacitor connected between the first bit line and the first signal line,
4. The second negative potential generating circuit has an eighth capacitor connected between the second bit line and the first signal line. The ferroelectric memory device according to item.
前記第7および第8容量は強誘電体容量であることを特徴とする請求項4記載の強誘電体記憶装置。   5. The ferroelectric memory device according to claim 4, wherein the seventh and eighth capacitors are ferroelectric capacitors. 前記第1ビット線又は第2ビット線には、それぞれ強誘電体メモリが接続され、
前記第7および第8容量は、前記強誘電体メモリを構成する強誘電体容量とほぼ同一容量であることを特徴とする請求項5記載の強誘電体記憶装置。
A ferroelectric memory is connected to each of the first bit line or the second bit line,
6. The ferroelectric memory device according to claim 5, wherein the seventh and eighth capacitors are substantially the same as a ferroelectric capacitor constituting the ferroelectric memory.
前記第1インバータの出力部と接地電位との間に接続された第1nチャネル型MISFETと、
前記第2インバータの出力部と接地電位との間に接続された第2nチャネル型MISFETと、
を有することを特徴とする請求項3記載の強誘電体記憶装置。
A first n-channel MISFET connected between the output of the first inverter and a ground potential;
A second n-channel MISFET connected between the output of the second inverter and a ground potential;
4. The ferroelectric memory device according to claim 3, further comprising:
前記第1インバータの出力部と前記第1nチャネル型MISFETとの間に接続され、ゲート電極が前記第1インバータの入力部に接続された第3nチャネル型MISFETと、
前記第2インバータの出力部と前記第2nチャネル型MISFETとの間に接続され、ゲート電極が前記第2インバータの入力部に接続された第4nチャネル型MISFETと、
を有することを特徴とする請求項7記載の強誘電体記憶装置。
A third n-channel MISFET connected between the output of the first inverter and the first n-channel MISFET and having a gate electrode connected to the input of the first inverter;
A fourth n-channel MISFET connected between the output of the second inverter and the second n-channel MISFET and having a gate electrode connected to the input of the second inverter;
8. The ferroelectric memory device according to claim 7, further comprising:
前記第1および第2nチャネル型MISFETは、それぞれ前記第1および第2負電位発生回路の動作開始後、一定の期間後に、オン状態となるよう制御されることを特徴とする請求項7又は8記載の強誘電体記憶装置。   9. The first and second n-channel type MISFETs are controlled to be turned on after a certain period after the first and second negative potential generating circuits start operating. The ferroelectric memory device as described. 前記第1電荷転送MISFETと並列に接続され、ゲート電極が第2信号線に接続された第3電荷転送MISFETと、
前記第2電荷転送MISFETと並列に接続され、ゲート電極が前記第2信号線に接続された第4電荷転送MISFETと、
を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項記載の強誘電体記憶装置。
A third charge transfer MISFET connected in parallel with the first charge transfer MISFET and having a gate electrode connected to the second signal line;
A fourth charge transfer MISFET connected in parallel with the second charge transfer MISFET and having a gate electrode connected to the second signal line;
7. The ferroelectric memory device according to claim 1, further comprising:
前記第3ノードと、接地電位との間に接続され、ゲート電極が第2信号線に接続された第3pチャネル型MISFETと、
前記第4ノードと、接地電位とのの間に接続され、ゲート電極が第2信号線に接続された第4pチャネル型MISFETと、
を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項記載の強誘電体記憶装置。
A third p-channel MISFET connected between the third node and a ground potential and having a gate electrode connected to the second signal line;
A fourth p-channel MISFET connected between the fourth node and a ground potential and having a gate electrode connected to the second signal line;
7. The ferroelectric memory device according to claim 1, further comprising:
前記第1インバータの入力部と電源電位との間に接続され、ゲート電極が第2信号線に接続された第5pチャネル型MISFETと、
前記第2インバータの入力部と電源電位との間に接続され、ゲート電極が前記第2信号線に接続された第6pチャネル型MISFETと、
を有することを特徴とする請求項3記載の強誘電体記憶装置。
A fifth p-channel MISFET connected between the input portion of the first inverter and the power supply potential and having a gate electrode connected to the second signal line;
A sixth p-channel MISFET connected between the input portion of the second inverter and a power supply potential and having a gate electrode connected to the second signal line;
4. The ferroelectric memory device according to claim 3, further comprising:
前記第2信号線の電位は、前記第1および第2負電位発生回路の動作開始後、一定の期間後に、変化するよう制御されることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか一項記載の強誘電体記憶装置。   13. The potential of the second signal line is controlled to change after a certain period after the operation of the first and second negative potential generating circuits starts. The ferroelectric memory device as described. 前記第1ビット線および第2ビット線には、それぞれ強誘電体メモリが接続されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の強誘電体記憶装置。   14. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein a ferroelectric memory is connected to each of the first bit line and the second bit line. 前記第1ビット線には、強誘電体メモリが接続され、前記第2ビット線には、参照電位が印加されることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の強誘電体記憶装置。   14. The ferroelectric memory according to claim 1, wherein a ferroelectric memory is connected to the first bit line, and a reference potential is applied to the second bit line. Body storage device. 請求項1乃至15のいずれか一項に記載の強誘電体記憶装置を有することを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the ferroelectric memory device according to claim 1.
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