JP6219060B2 - NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND NONVOLATILE MEMORY DEVICE DATA READING METHOD - Google Patents

NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND NONVOLATILE MEMORY DEVICE DATA READING METHOD Download PDF

Info

Publication number
JP6219060B2
JP6219060B2 JP2013083723A JP2013083723A JP6219060B2 JP 6219060 B2 JP6219060 B2 JP 6219060B2 JP 2013083723 A JP2013083723 A JP 2013083723A JP 2013083723 A JP2013083723 A JP 2013083723A JP 6219060 B2 JP6219060 B2 JP 6219060B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
potential
memory
terminal
capacitive element
storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013083723A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014207032A (en
Inventor
均 土井
均 土井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lapis Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lapis Semiconductor Co Ltd filed Critical Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority to JP2013083723A priority Critical patent/JP6219060B2/en
Publication of JP2014207032A publication Critical patent/JP2014207032A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6219060B2 publication Critical patent/JP6219060B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)

Description

本発明は、メモリセルを用いてデータを読み書きする不揮発性半導体記憶装置、及びメモリセルに記憶されているデータを読み出す不揮発性記憶装置データ読出し方法に関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device that reads and writes data using memory cells, and a nonvolatile memory device data reading method that reads data stored in memory cells.

一般に、1トランジスタ1キャパシタ(1T1C)型のメモリセルを用いた不揮発性半導体メモリにおいてデータを読み出すときには、読み出しデータの論理値が”0”であるか”1”であるかを判定するための参照電位をメモリ内で生成する。参照電位の生成方法としては、いわゆるダミーセルを用いる方法と、データ読み出し対象のメモリセル(以下、読出しセルと称する)自体を用いる方法(以下、自己参照方法と称する)が知られている。ダミーセルを用いる方法の場合、例えばダミーセルと読出しセルへのアクセス頻度の違い等によってこれら両セルの特性が経時的に互いに解離して、読出しデータ値の判定精度が低下するおそれがある。これに対して、自己参照方法の場合、読出しセル自体を用いて参照電位を生成するので、経時的な特性変動があったとしても、読出しデータ値の判定精度を高く保つことができるという利点がある。   In general, when reading data in a nonvolatile semiconductor memory using a one-transistor one-capacitor (1T1C) type memory cell, a reference for determining whether the logical value of the read data is “0” or “1” A potential is generated in the memory. As a reference potential generation method, a method using a so-called dummy cell and a method using a memory cell (hereinafter referred to as a read cell) as a data read target itself (hereinafter referred to as a self-reference method) are known. In the case of a method using a dummy cell, the characteristics of both cells may dissociate with time due to, for example, a difference in access frequency between the dummy cell and the read cell, and the determination accuracy of the read data value may be reduced. On the other hand, in the case of the self-referencing method, the reference potential is generated using the read cell itself, so that the read data value determination accuracy can be kept high even if there is a characteristic variation with time. is there.

例えば特許文献1には、自己参照方法を用いて読出しデータ値の判定を行なうメモリ装置が開示されている。当該装置においては、最初に1つのセルから記憶データを読み出してこれにオフセットを加えて読出電圧とし、次に当該1つのセルからデータを再度読み出してこれを参照電圧とする。そして、読出電圧と参照電圧とを比較して、最初に読み出した記憶データの論理値が”0”であるか”1”を判定する。   For example, Patent Literature 1 discloses a memory device that determines a read data value using a self-referencing method. In the device, first, stored data is read from one cell and an offset is added to this to obtain a read voltage. Next, data is read again from the one cell and used as a reference voltage. Then, the read voltage is compared with the reference voltage to determine whether the logical value of the first read storage data is “0” or “1”.

特開平11−191295号公報JP 11-191295 A

ところで、特許文献1のメモリ装置におけるオフセット量は、ビット線の配線容量によって定まるものであり、読出しデータの論理値が”0”の場合と”1”の場合とで同一となる。それ故、読出しデータの論理値が”0”のときの電圧レベルと”1”のときの電圧レベルとの間の差が小さい場合には、参照電圧との比較による論理値判定の精度が低下してしまうという問題があった。   By the way, the offset amount in the memory device of Patent Document 1 is determined by the wiring capacity of the bit line, and is the same when the logical value of the read data is “0” and “1”. Therefore, if the difference between the voltage level when the logical value of the read data is “0” and the voltage level when it is “1” is small, the accuracy of the logical value determination by comparison with the reference voltage is reduced. There was a problem of doing.

本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、読出しデータ値の判定を高精度で行なうことができる不揮発性半導体記憶装置、及び不揮発性記憶装置データ読出し方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a nonvolatile semiconductor memory device and a nonvolatile memory device data reading method capable of determining a read data value with high accuracy. Objective.

本発明による不揮発性半導体記憶装置は、メモリセルから記憶電位を読み出した後に前記メモリセルに参照電位を書込み、前記記憶電位と、前記メモリセルより読み出した前記参照電位と、を比較することによりデータの読出しを行う不揮発性半導体記憶装置であって、前記記憶電位に応じて容量値が変化する第1の容量素子と、前記第1の容量素子にオフセット指令信号を供給するオフセット指令信号供給部と、を具備し、前記記憶電位は前記第1の容量素子の一方の端子に印加され、前記オフセット指令信号の電位は前記第1の容量素子の他方の端子に印加され、前記第1の容量素子は前記端子間の電位差に応じた容量値を呈し、前記オフセット指令信号の電位は、前記メモリセルからの前記記憶電位の読出し時における第1指令電位から前記記憶電位と前記参照電位との比較時における第2指令電位に遷移し、前記記憶電位が第1記憶電位のときに前記第1記憶電位と前記第1指令電位との間に生じる電位差と、前記第1記憶電位と前記第2指令電位との間に生じる電位差との間の範囲である第1電位差範囲内における前記第1の容量素子の総容量値が、前記記憶電位が前記第1の電位より低い第2記憶電位のときに前記第2記憶電位と前記第1指令電位との間に生じる電位差と、前記第2記憶電位と前記第2指令電位との間に生じる電位差との間の範囲である第2電位差範囲内における前記第1の容量素子の総容量値より小さくなるように設定されていることを特徴とする。 The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention reads a storage potential from a memory cell and then writes a reference potential to the memory cell, and compares the storage potential with the reference potential read from the memory cell. A non-volatile semiconductor storage device that reads the first capacitance element whose capacitance value changes according to the storage potential, and an offset command signal supply unit that supplies an offset command signal to the first capacitance element The storage potential is applied to one terminal of the first capacitive element, the potential of the offset command signal is applied to the other terminal of the first capacitive element, and the first capacitive element Exhibits a capacitance value according to the potential difference between the terminals, and the potential of the offset command signal is the first command potential at the time of reading the storage potential from the memory cell. Transition to a second command potential at the time of comparison between the memory potential and the reference potential, and a potential difference generated between the first memory potential and the first command potential when the memory potential is the first memory potential; The total capacitance value of the first capacitive element within a first potential difference range, which is a range between a potential difference generated between the first storage potential and the second command potential, and the storage potential is the first potential difference. A potential difference generated between the second memory potential and the first command potential when the second memory potential is lower than a potential, and a potential difference generated between the second memory potential and the second command potential. It is set to be smaller than the total capacitance value of the first capacitive element within the second potential difference range which is a range .

また、本発明による不揮発性半導体記憶装置は、第1の電位または第1の電位より低い第2の電位を記憶電位としてメモリセルから読出す自己参照方法の不揮発性半導体記憶装置であって、第1の端子と第2の端子を備え、前記第1の端子と前記第2の端子との間の電位差の増加に応じて容量値が増加する容量素子と、前記第1の端子に前記メモリセルの前記記憶電位を印加する手段と、前記第2の端子に印加された電位を前記第1の電位より高い電位から前記第2の電位より低い電位に変化させる手段と、を具備し、前記メモリセルより読み出される前記記憶電位の前記第1の電位と前記第2の電位との間の電位差を拡大することを特徴とする。 A non-volatile semiconductor memory device according to the present invention is a non-volatile semiconductor memory device of a self-reference method for reading from a memory cell using a first potential or a second potential lower than the first potential as a storage potential . A capacitive element having a first terminal and a second terminal, the capacitance value of which increases with an increase in potential difference between the first terminal and the second terminal, and the memory cell at the first terminal. And a means for changing the potential applied to the second terminal from a potential higher than the first potential to a potential lower than the second potential. A potential difference between the first potential and the second potential of the storage potential read from the cell is enlarged .

また、本発明による不揮発性半導体記憶装置は、第1の電位または第1の電位より低い第2の電位を記憶電位としてメモリセルから読出す自己参照方法の不揮発性半導体記憶装置であって、第1の端子と第2の端子を備え、前記第1の端子と前記第2の端子との間の電位差の減少に応じて容量値が増加する容量素子と、前記第1の端子に前記メモリセルの前記記憶電位を印加する手段と、前記第2の端子に印加された電位を前記第2の電位より低い電位をもつ第3の電位から、前記第3の電位より低い第4の電位に変化させる手段と、を具備し、前記メモリセルより読み出される前記記憶電位の前記第1の電位と前記第2の電位との間の電位差を拡大することを特徴とする。 A non-volatile semiconductor memory device according to the present invention is a non-volatile semiconductor memory device of a self-reference method for reading from a memory cell using a first potential or a second potential lower than the first potential as a storage potential. A capacitor having a first terminal and a second terminal, the capacitance value of which increases in accordance with a decrease in potential difference between the first terminal and the second terminal, and the memory cell at the first terminal And changing the potential applied to the second terminal from a third potential having a potential lower than the second potential to a fourth potential lower than the third potential. And expanding the potential difference between the first potential and the second potential of the storage potential read from the memory cell.

また、本発明による不揮発性半導体記憶装置は、メモリセルから読み出した記憶電位と、参照電位とを比較することにより、データの読出しを行う不揮発性半導体記憶装置であって、前記記憶電位に依存して容量値が変化する第1の容量素子と、前記第1の容量素子にオフセット指令電位を印加するオフセット指令信号供給部と、を含み、前記オフセット指令信号供給部は、前記容量素子に印加した前記オフセット指令電位を所定の第1の電位から前記第1の電位よりも低い第2の電位に切り替える手段と、前記第1の容量素子に接続される第2の容量素子と、前記第2の容量素子に接続される信号供給部と、を具備し、第1記憶電位と前記第1記憶電位より低い第2記憶電位を前記記憶電位として前記メモリセルから読み出し、前記第1の電位は、前記第1記憶電位より高い電位であり、前記第2の電位は、前記第2記憶電位より低い電位であり、前記メモリセルからの前記記憶電位の読出し時に、前記第1の容量素子の第1の端子と、前記第2の容量素子の一方の端子と、の接続点にオフセット指令電位が印加され、前記オフセット指令電位が印加される前記第1の容量素子の前記第1の端子と、前記記憶電位が印加される前記第1の容量素子の第2の端子と、の間の電位差が、前記記憶電位が前記第1記憶電位のときには空乏領域に対応する電位差となり、前記記憶電位が前記第2記憶電位のときには蓄積領域に対応する電位差となるように設定されていることを特徴とする。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is a nonvolatile semiconductor memory device that reads data by comparing a storage potential read from a memory cell with a reference potential, and depends on the storage potential. A first capacitive element whose capacitance value changes, and an offset command signal supply unit that applies an offset command potential to the first capacitive element, wherein the offset command signal supply unit is applied to the capacitive element Means for switching the offset command potential from a predetermined first potential to a second potential lower than the first potential; a second capacitive element connected to the first capacitive element; A signal supply unit connected to a capacitor, and reading from the memory cell a first storage potential and a second storage potential lower than the first storage potential as the storage potential; The second potential is lower than the second storage potential, and the first capacitive element is read when reading the storage potential from the memory cell. An offset command potential is applied to a connection point between the first terminal of the second capacitor element and one terminal of the second capacitor element, and the first terminal of the first capacitor element to which the offset command potential is applied. And the second terminal of the first capacitive element to which the storage potential is applied become a potential difference corresponding to a depletion region when the storage potential is the first storage potential, and the storage potential Is set to be a potential difference corresponding to the accumulation region when the second storage potential .

本発明による不揮発性半導体記憶装置、及び不揮発性記憶装置データ読出し方法によれば、読出しデータ値の判定を高精度で行なうことができる。   According to the nonvolatile semiconductor memory device and the nonvolatile memory device data read method according to the present invention, the read data value can be determined with high accuracy.

第1の実施例である不揮発性半導体記憶装置(以下、メモリ装置と称する)の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device (hereinafter referred to as a memory device) according to a first embodiment. FIG. データ読出し時の信号変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the signal change at the time of data reading. 読出しデータ値毎の電位差と容量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the electric potential difference for every read data value, and a capacity | capacitance. 記憶データ値に応じた読出し電位を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the read-out electric potential according to a memory | storage data value. 第2の実施例であるメモリ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 the memory device which is a 2nd Example. データ読出し時の信号変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the signal change at the time of data reading. 読出しデータ値毎の電位差と容量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the electric potential difference for every read data value, and a capacity | capacitance. 第1の変形例における読出しデータ値毎の電位差と容量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the electric potential difference for every read-out data value in a 1st modification, and a capacity | capacitance. 第2の変形例における読出しデータ値毎の電位差と容量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the electric potential difference for every read-out data value in a 2nd modification, and a capacity | capacitance.

以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<第1の実施例>
図1には、本実施例であるメモリ装置1Aの構成が示されている。
<First embodiment>
FIG. 1 shows the configuration of a memory device 1A according to this embodiment.

メモリセルM0は、セル容量2とセルトランジスタ3とからなる。セル容量2の一端はプレート線9に接続され、プレート線9上の信号PL0が供給される。セル容量2の他端はセルトランジスタ3のドレインに接続されている。セルトランジスタ3のソースは、互いに隣接する一対のビット線71及び81のうちの一方のビット線71に接続されている。メモリセルM1は、セル容量4とセルトランジスタ5とからなる。セル容量4の一端はプレート線10に接続され、プレート線10上の信号PL1が供給される。セル容量4の他端はセルトランジスタ5のドレインに接続されている。セルトランジスタ5のソースは他方のビット線81に接続されている。セルトランジスタ3及び5の各々のゲートは共通のワード線6に接続されている。当該ゲートの各々には、ワード線6上のメモリ選択信号WL0が供給される。セル容量2及び4の各々は、例えば強誘電体キャパシタである。セルトランジスタ3及び5の各々は、例えばNMOSトランジスタである。以下、ワード線6と、プレート線9及び10とをまとめて選択線群と称する。選択線群はビット線71及び81と交叉している。メモリセルM1及びM2は、その交叉位置に配置されている。   The memory cell M0 includes a cell capacitor 2 and a cell transistor 3. One end of the cell capacitor 2 is connected to the plate line 9, and a signal PL0 on the plate line 9 is supplied. The other end of the cell capacitor 2 is connected to the drain of the cell transistor 3. The source of the cell transistor 3 is connected to one bit line 71 of a pair of bit lines 71 and 81 adjacent to each other. The memory cell M1 includes a cell capacitor 4 and a cell transistor 5. One end of the cell capacitor 4 is connected to the plate line 10, and a signal PL1 on the plate line 10 is supplied. The other end of the cell capacitor 4 is connected to the drain of the cell transistor 5. The source of the cell transistor 5 is connected to the other bit line 81. The gates of the cell transistors 3 and 5 are connected to a common word line 6. A memory selection signal WL0 on the word line 6 is supplied to each of the gates. Each of the cell capacitors 2 and 4 is, for example, a ferroelectric capacitor. Each of the cell transistors 3 and 5 is, for example, an NMOS transistor. Hereinafter, the word line 6 and the plate lines 9 and 10 are collectively referred to as a selection line group. The selection line group intersects with the bit lines 71 and 81. The memory cells M1 and M2 are arranged at the intersection position.

プリチャージトランジスタ11のソースはビット線71に接続されており、ドレインは例えば接地電位等の書込み電位に接続されており、ゲートにはプリチャージ信号EQ0が入力される。プリチャージトランジスタ12のソースはビット線81に接続されており、ドレインは例えば接地電位等の書込み電位に接続されており、ゲートにはプリチャージ信号EQ1が入力される。プリチャージトランジスタ11及び12の各々は、例えばNMOSトランジスタである。プリチャージトランジスタ11は、プリチャージ信号EQ0に応じてビット線71と接地電位等の書込み電位との間を選択的に接続状態又は開放状態とするスイッチとして動作する。プリチャージトランジスタ11がオン状態であり、且つプレート線9に信号PL0が印加され、ワード線6上のメモリ選択信号WL0によりメモリセルM0が選択されたときに、メモリセルM0に例えば論理値”0”などの参照データが書き込まれる。同様に、プリチャージトランジスタ12は、プリチャージ信号EQ1に応じてビット線81と接地電位等の書込み電位との間を選択的に接続状態又は開放状態とするスイッチとして動作する。プリチャージトランジスタ12がオン状態であり、且つプレート線10に信号PL1が印加され、ワード線6上のメモリ選択信号WL0によりメモリセルM1が選択されたときに、メモリセルM1に例えば論理値”0”などの参照データが書き込まれる。   The source of the precharge transistor 11 is connected to the bit line 71, the drain is connected to a write potential such as a ground potential, and the precharge signal EQ0 is input to the gate. The source of the precharge transistor 12 is connected to the bit line 81, the drain is connected to a write potential such as a ground potential, and the precharge signal EQ1 is input to the gate. Each of the precharge transistors 11 and 12 is, for example, an NMOS transistor. The precharge transistor 11 operates as a switch that selectively connects or opens between the bit line 71 and a write potential such as a ground potential in response to the precharge signal EQ0. When the precharge transistor 11 is on, the signal PL0 is applied to the plate line 9, and the memory cell M0 is selected by the memory selection signal WL0 on the word line 6, for example, the logical value “0” is applied to the memory cell M0. Reference data such as “is written. Similarly, the precharge transistor 12 operates as a switch for selectively connecting or releasing the bit line 81 and a write potential such as the ground potential in accordance with the precharge signal EQ1. When the precharge transistor 12 is on, the signal PL1 is applied to the plate line 10, and the memory cell M1 is selected by the memory selection signal WL0 on the word line 6, the memory cell M1 has a logical value “0”, for example. Reference data such as “is written.

ビット線71は、スイッチ(以下、「SW」と表記する)13を介して電位保持線72と接続されている。ビット線81は、SW16を介して電位保持線82と接続されている。SW14の一端はビット線71に接続され、他端は電位保持線82に接続されている。SW15の一端は電位保持線72に接続され、他端はビット線81に接続されている。SW13〜16の各々は、開閉信号(図示せず。ビット線選択信号とも称する)に応じてオンオフする。SW13〜16の各々は、開閉信号に応じて、ビット線71及び81のうちの一方と電位保持線72及び82のうちの一方とを選択的に接続する接続スイッチということもできる。   The bit line 71 is connected to a potential holding line 72 via a switch (hereinafter referred to as “SW”) 13. The bit line 81 is connected to the potential holding line 82 via SW16. One end of the SW 14 is connected to the bit line 71, and the other end is connected to the potential holding line 82. One end of the SW 15 is connected to the potential holding line 72, and the other end is connected to the bit line 81. Each of the SWs 13 to 16 is turned on / off in response to an open / close signal (not shown; also referred to as a bit line selection signal). Each of the SWs 13 to 16 can also be referred to as a connection switch that selectively connects one of the bit lines 71 and 81 and one of the potential holding lines 72 and 82 in accordance with an open / close signal.

センスアンプ17は、一方の端子に接続された電位保持線72の電位と、他方の端子に接続された電位保持線82の電位との差を増幅する。電位保持線72の電位は、寄生容量20によって維持される。電位保持線82の電位は、寄生容量19によって維持される。   The sense amplifier 17 amplifies the difference between the potential of the potential holding line 72 connected to one terminal and the potential of the potential holding line 82 connected to the other terminal. The potential of the potential holding line 72 is maintained by the parasitic capacitance 20. The potential of the potential holding line 82 is maintained by the parasitic capacitance 19.

容量素子21が電位保持線72に接続されている。以下、容量素子21がNMOSトランジスタである場合の例について説明する。トランジスタ21のソースとドレインとは互いに接続されており、且つ電位保持線72に接続されている。トランジスタ21は、MOS容量素子として機能する。トランジスタ21のゲートにはインバータ22からの出力であるオフセット指令電位ADaが印加される。インバータ22の入力にはオフセット指令信号sig0が入力される。トランジスタ21の呈する容量値は、電位保持線72上の電位に応じて変化する。   The capacitive element 21 is connected to the potential holding line 72. Hereinafter, an example in which the capacitive element 21 is an NMOS transistor will be described. The source and drain of the transistor 21 are connected to each other and connected to the potential holding line 72. The transistor 21 functions as a MOS capacitor element. An offset command potential ADa that is an output from the inverter 22 is applied to the gate of the transistor 21. An offset command signal sig0 is input to the inverter 22. The capacitance value exhibited by the transistor 21 changes according to the potential on the potential holding line 72.

電位保持線72の側に存在するトータルの容量値と、電位保持線82の側に存在するトータルの容量値とを揃えるために容量素子40を設けることが望ましい。容量素子40の一端は電位保持線82に接続されており、他端には接地電位VSSが入力される。容量素子40の容量値はトランジスタ21の呈する容量値と同一又は略同一とすることが望ましい。容量素子40は例えば、ソースとドレインとが電位保持線82に接続され、ゲートに接地電位VSSが入力されるNMOSトランジスタである。   It is desirable to provide the capacitive element 40 in order to align the total capacitance value existing on the potential holding line 72 side with the total capacitance value existing on the potential holding line 82 side. One end of the capacitive element 40 is connected to the potential holding line 82, and the ground potential VSS is input to the other end. The capacitance value of the capacitive element 40 is desirably the same as or substantially the same as the capacitance value exhibited by the transistor 21. The capacitive element 40 is, for example, an NMOS transistor whose source and drain are connected to the potential holding line 82 and whose ground potential VSS is input to the gate.

オフセット指令信号供給部50は、オフセット指令信号を生成し、これを容量素子21を介して電位保持線72に供給する。オフセット指令信号は、SW13〜16のオンオフタイミングとの関係で適当なタイミングにより供給される。   The offset command signal supply unit 50 generates an offset command signal and supplies it to the potential holding line 72 via the capacitive element 21. The offset command signal is supplied at an appropriate timing in relation to the on / off timing of SW13-16.

以下、図2を参照しつつ、メモリ装置1Aのデータ読出し動作について説明する。   Hereinafter, the data read operation of the memory device 1A will be described with reference to FIG.

初期状態において、SW13はオン状態であり、SW14はオフ状態である。   In the initial state, SW13 is on and SW14 is off.

先ず、メモリ選択信号WL0の信号レベルを”H”として、メモリセルM0を選択する。   First, the memory cell M0 is selected by setting the signal level of the memory selection signal WL0 to “H”.

次に、時刻T0において、信号PL0の信号レベルを”H”とし、メモリセルM0に記憶されているデータを読み出す。電位保持線72の電位BLSAは、メモリセルM0から読み出されたデータ値に応じた記憶電位により定まる。図2においては、読み出されたデータ値が”0”である場合の電位BLSAを電位B0、データ値が”1”である場合の電位BLSAを電位B1として示している。電位BLSAは、時刻T1の時点から寄生容量20が充電されるに従って上昇する。以下、当該読み出しを「最初の読出し」と称する。   Next, at time T0, the signal level of the signal PL0 is set to “H”, and the data stored in the memory cell M0 is read. The potential BLSA of the potential holding line 72 is determined by the storage potential corresponding to the data value read from the memory cell M0. In FIG. 2, the potential BLSA when the read data value is “0” is shown as the potential B0, and the potential BLSA when the data value is “1” is shown as the potential B1. The potential BLSA increases as the parasitic capacitance 20 is charged from the time T1. Hereinafter, this reading is referred to as “first reading”.

次に、時刻T1において、SW1開閉信号の信号レベルを”L”として、SW13をオフする。SW13がオフ状態になった後も、電位BLSAは寄生容量20によって維持される。   Next, at time T1, the signal level of the SW1 opening / closing signal is set to “L”, and SW13 is turned off. The potential BLSA is maintained by the parasitic capacitance 20 even after the SW 13 is turned off.

次に、時刻T2において、プリチャージ信号EQ0の信号レベルを”H”とし、プリチャージトランジスタ11をオンする。これにより、ビット線71の電位がVSSレベルとなり、メモリセルM0に論理値”0”が書き込まれる。   Next, at time T2, the signal level of the precharge signal EQ0 is set to “H”, and the precharge transistor 11 is turned on. As a result, the potential of the bit line 71 becomes the VSS level, and the logical value “0” is written in the memory cell M0.

次に、時刻T3において、オフセット指令信号Sig0の信号レベルを”H”とする。これにより、オフセット指令電位ADaは、電位VCAP1から電位VSSに低下する。その結果、電位BLSAが下がる。最初に読み出されたデータ値が”0”である場合の電位B0と、データ値が”1”である場合の電位B1とでは下げ幅が異なる。降下後の電位BLSAをオフセット電位とも称する。   Next, at time T3, the signal level of the offset command signal Sig0 is set to “H”. As a result, the offset command potential ADa decreases from the potential VCAP1 to the potential VSS. As a result, the potential BLSA decreases. The amount of decrease is different between the potential B0 when the data value read first is “0” and the potential B1 when the data value is “1”. The lowered potential BLSA is also referred to as an offset potential.

次に、時刻T4において、SW2開閉信号の信号レベルを”H”としてSW14を開く。また、信号PL0の信号レベルを”H”とする。これにより、電位保持線82にもデータ値”0”が読み出される。電位保持線82の電位REFは、メモリセルM0から読み出されたデータ値に応じて定まる。電位REFは、電位B0と電位B1との間に位置し、寄生容量19によって維持される。   Next, at time T4, the signal level of the SW2 open / close signal is set to “H”, and SW14 is opened. Further, the signal level of the signal PL0 is set to “H”. As a result, the data value “0” is also read out to the potential holding line 82. The potential REF of the potential holding line 82 is determined according to the data value read from the memory cell M0. The potential REF is located between the potential B0 and the potential B1, and is maintained by the parasitic capacitance 19.

次に、時刻T5において、SW2開閉信号の信号レベルを”L”としてSW14を閉じる。SW14が閉じた後も、電位REFは寄生容量19によって維持される。   Next, at time T5, the signal level of the SW2 open / close signal is set to “L”, and SW14 is closed. Even after the SW 14 is closed, the potential REF is maintained by the parasitic capacitance 19.

次に、時刻T6において、センスアンプ17が、電位BLSAと電位REFとの電位差を増幅する。その結果、最初の読出しデータ値が”0”の場合には電位B0が低下し、最初の読出しデータ値が”1”の場合には電位B1が上昇する。   Next, at time T6, the sense amplifier 17 amplifies the potential difference between the potential BLSA and the potential REF. As a result, when the first read data value is “0”, the potential B0 decreases, and when the first read data value is “1”, the potential B1 increases.

以下、図3を参照しつつ、容量素子21の容量値について説明する。図1のように容量素子21がトランジスタ21からなる場合には、横軸はトランジスタ21のゲート−ソース/ドレイン間の電位差であり、縦軸はゲート−ソース/ドレイン間の容量値である。当該電位差は、トランジスタ21のゲートに印加されるオフセット指令電位ADaと、ソース/ドレインに印加される電位BLSAとの間の電位差である。オフセット指令電位ADaは、インバータ22に入力されるオフセット指令信号sig0の信号レベルによって調整される。トランジスタ21の空乏領域においては、電位差が大きくなるにつれて容量値が増加する。一方、トランジスタ21の蓄積領域においては、電位差が更に大きくなっても容量値はほぼ一定である。このように、電位差の大きさに対して容量値が正の勾配を有している。換言すれば、トランジスタ21の呈する容量値は、前記記憶電位とオフセット指令電位ADaに応じて変化する。   Hereinafter, the capacitance value of the capacitive element 21 will be described with reference to FIG. In the case where the capacitive element 21 is formed of the transistor 21 as shown in FIG. 1, the horizontal axis represents the potential difference between the gate, source, and drain of the transistor 21, and the vertical axis represents the capacitance value between the gate, source, and drain. The potential difference is a potential difference between the offset command potential ADa applied to the gate of the transistor 21 and the potential BLSA applied to the source / drain. The offset command potential ADa is adjusted by the signal level of the offset command signal sig0 input to the inverter 22. In the depletion region of the transistor 21, the capacitance value increases as the potential difference increases. On the other hand, in the accumulation region of the transistor 21, the capacitance value is almost constant even when the potential difference is further increased. Thus, the capacitance value has a positive gradient with respect to the magnitude of the potential difference. In other words, the capacitance value exhibited by the transistor 21 changes according to the storage potential and the offset command potential ADa.

読出しデータ値が”1”のときの電位BLSA(図2の電位B1)は、読出しデータ値が”0”のときの電位BLSA(図2の電位B0)よりも高い。電位BLSA降下前におけるトランジスタ21のゲートへの印加オフセット指令電位ADaは、電位B1よりも更に高くなるように設定されている。その結果、読出しデータ値が”0”のときのゲート−ソース/ドレイン間の電位差は、読出しデータ値が”1”のときのゲート−ソース/ドレイン間の電位差よりも大きくなる。電位BLSA降下後、メモリセルM0から最初に読み出されたデータ値(”0”又は”1”)に応じた電位が保持される側の電位保持線72の電位が安定するまでには、電位保持線72に接続された容量素子21に電荷が蓄積される必要がある。上記のような電位差の関係から、読出しデータ値が”0”のときに蓄積される電荷の総量(以下、総容量値と記す)は、読出しデータ値が”1”のときの当該総容量値よりも大きくなる。   The potential BLSA when the read data value is “1” (the potential B1 in FIG. 2) is higher than the potential BLSA when the read data value is “0” (the potential B0 in FIG. 2). The applied offset command potential ADa to the gate of the transistor 21 before the potential BLSA drops is set to be higher than the potential B1. As a result, the potential difference between the gate and the source / drain when the read data value is “0” is larger than the potential difference between the gate and the source / drain when the read data value is “1”. After the potential BLSA drops, the potential of the potential holding line 72 on the side where the potential corresponding to the data value (“0” or “1”) first read from the memory cell M0 is stabilized until the potential is stabilized. Charges need to be accumulated in the capacitive element 21 connected to the holding line 72. Due to the potential difference as described above, the total amount of charges accumulated when the read data value is “0” (hereinafter referred to as the total capacitance value) is the total capacitance value when the read data value is “1”. Bigger than.

詳細には、読出しデータ値が”0”のときには、区間D0a内に相当する電荷が蓄積される。換言すれば、読出しデータ値が”0”のときには、トランジスタ21は区間D0a内の総容量値を呈する。電位差VC0a=電位VCAP1−電位B0である。区間D0aは、電位VCAP1に応じて定まる。読出しデータ値が”0”のときの電位差が比較的大きいことから、区間D0aは蓄積領域側に位置している。一方、読出しデータ値が”1”のときには、区間D1a内に相当する電荷が蓄積される。換言すれば、読出しデータ値が”1”のときには、トランジスタ21は区間D1a内の総容量値を呈する。電位差VC1a=電位VCAP1−電位B1である。また、区間D1aも、電位VCAP1に応じて定まる。読出しデータ値が”1”のときの電位差が比較的小さいことから、区間D1aは空乏領域側に位置している。区間D0a内の総容量値の方が、区間D1a内の総容量値よりも大きい。それ故、図2の時刻T3において電位BLSAを降下させたときには、電位B0の降下量の方が電位B1の降下量よりも大きくなる。   Specifically, when the read data value is “0”, a corresponding charge is accumulated in the section D0a. In other words, when the read data value is “0”, the transistor 21 exhibits the total capacitance value in the section D0a. Potential difference VC0a = potential VCAP1−potential B0. The section D0a is determined according to the potential VCAP1. Since the potential difference when the read data value is “0” is relatively large, the section D0a is located on the accumulation region side. On the other hand, when the read data value is “1”, a corresponding charge is accumulated in the section D1a. In other words, when the read data value is “1”, the transistor 21 exhibits the total capacitance value in the section D1a. Potential difference VC1a = potential VCAP1−potential B1. The section D1a is also determined according to the potential VCAP1. Since the potential difference when the read data value is “1” is relatively small, the section D1a is located on the depletion region side. The total capacity value in the section D0a is larger than the total capacity value in the section D1a. Therefore, when the potential BLSA is decreased at time T3 in FIG. 2, the amount of decrease in the potential B0 is greater than the amount of decrease in the potential B1.

以下、図4を参照しつつ、電位B0及びB1の降下量について説明する。図4のタイムチャートの縦軸は電位であり、横軸は時間である。時刻T3におけるオフセットによる電位B0の降下量ΔV0の方が電位B1の降下量ΔV1よりも大きい。換言すれば、読出しデータ値が”0”のときのオフセット量が、読出しデータ値が”1”のときのオフセット量よりも大きい。その結果、降下前の電位B0と電位B1との電位差ΔVaよりも、降下後の電位B0と電位B1との電位差ΔVdの方が大きくなっている。   Hereinafter, the amount of decrease in the potentials B0 and B1 will be described with reference to FIG. The vertical axis of the time chart in FIG. 4 is the potential, and the horizontal axis is the time. The drop amount ΔV0 of the potential B0 due to the offset at time T3 is larger than the drop amount ΔV1 of the potential B1. In other words, the offset amount when the read data value is “0” is larger than the offset amount when the read data value is “1”. As a result, the potential difference ΔVd between the potential B0 and the potential B1 after the decrease is larger than the potential difference ΔVa between the potential B0 and the potential B1 before the decrease.

かかる動作により、降下前の電位B0と電位B1との間の電位差が小さい場合であっても、降下後の電位B0と電位B1との間の電位差を広げることができる。それ故、電位BLSAと電位REFの大小を比較判定したときに誤判定を低減することができる。換言すれば、最初の読出しデータ値が”0”であるか”1”であるかの判定精度を向上させることができる。   With this operation, even if the potential difference between the potential B0 and the potential B1 before the drop is small, the potential difference between the potential B0 and the potential B1 after the drop can be widened. Therefore, erroneous determination can be reduced when the potential BLSA is compared with the potential REF. In other words, it is possible to improve the determination accuracy of whether the first read data value is “0” or “1”.

このように、本実施例のメモリ装置1Aにおいては、メモリセルM0から最初に読み出されたデータ値(”0”又は”1”)に応じた電位BLSAが保持される側の電位保持線72に、当該電位に応じて容量値が変化する容量素子21が接続されている。電位BLSAが小さい程、容量素子21の容量値が大きくなるように構成されている。容量素子21は、上記実施例のようにトランジスタ21とインバータ22とから構成され得る。また、BLSA電位降下前におけるオフセット指令電位ADaすなわち電位VCAP1は電位BLSAよりも大きく設定される。この場合、電位BLSAが小さい程、トランジスタ21のゲート−ソース/ドレイン間電位差が大きくなるので、容量素子21の総容量値も大きくなる。総容量値は、トランジスタ21の蓄積領域から空乏層領域までの区間(図3の区間D0a)に含まれる容量の総量となる。一方、電位BLSAが大きい程、トランジスタ21のゲート−ソース/ドレイン間電位差が小さくなるので、容量素子21の総容量値も小さくなる。総容量値は、主にトランジスタ21の空乏層領域(図3の区間D0a)に含まれる容量の総量となる。それ故、最初に読み出されたデータ値が”0”のときの方が、データ値が”1”のときよりも、電位BLSAの降下量が大きくなる。その結果、降下前の電位B0と電位B1との間の電位差が小さい場合であっても、降下後の電位B0と電位B1との間の電位差を広げることができ、最初の読出しデータ値が”0”であるか”1”であるかの判定精度を向上させることができる。   As described above, in the memory device 1A of the present embodiment, the potential holding line 72 on the side where the potential BLSA corresponding to the data value (“0” or “1”) first read from the memory cell M0 is held. In addition, a capacitive element 21 whose capacitance value changes according to the potential is connected. The capacitance value of the capacitive element 21 is configured to increase as the potential BLSA decreases. The capacitive element 21 can be composed of the transistor 21 and the inverter 22 as in the above embodiment. Further, the offset command potential ADa, that is, the potential VCAP1 before the BLSA potential drop is set larger than the potential BLSA. In this case, the smaller the potential BLSA, the larger the potential difference between the gate and the source / drain of the transistor 21, so the total capacitance value of the capacitor 21 also increases. The total capacitance value is the total amount of capacitance included in the section from the storage region of the transistor 21 to the depletion layer region (section D0a in FIG. 3). On the other hand, the larger the potential BLSA, the smaller the potential difference between the gate and the source / drain of the transistor 21, so the total capacitance value of the capacitor 21 also becomes smaller. The total capacitance value is a total amount of capacitance mainly included in the depletion layer region (section D0a in FIG. 3) of the transistor 21. Therefore, the amount of decrease in the potential BLSA is greater when the data value read first is “0” than when the data value is “1”. As a result, even when the potential difference between the potential B0 and the potential B1 before the drop is small, the potential difference between the potential B0 and the potential B1 after the drop can be widened, and the first read data value is “ The determination accuracy of “0” or “1” can be improved.

<第2の実施例>
図5には、本実施例であるメモリ装置1Bの構成が示されている。メモリ装置1Bは、オフセット指令電圧の調整手段を備えている。その他の構成は第1の実施例と同様である。
<Second embodiment>
FIG. 5 shows the configuration of the memory device 1B according to this embodiment. The memory device 1B includes an offset command voltage adjusting unit. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

容量素子31は、電位保持線72に接続されている。以下、容量素子31がNMOSトランジスタからなる場合について説明する。トランジスタ31のソースとドレインとは互いに接続されて、且つ電位保持線72に接続されている。トランジスタ31は、MOS容量素子として機能する。トランジスタ31のゲートはノードn2に接続されている。ノードn2は、スイッチ34を介してプリチャージ電位VCAP2に接続されている。スイッチ34は、例えばPMOSトランジスタである。この場合、当該トランジスタのドレインがプリチャージ電位VCAP2に接続され、ソースがノードn2に接続され、ゲートに開閉信号sig1が入力される。また、ノードn2には、トランジスタ33のゲートが接続されている。トランジスタ33は、例えばNMOSトランジスタである。トランジスタ33のソースとドレインとは互いに接続されて、且つインバータ32の出力に接続されている。トランジスタ33は、MOS容量素子として機能する。インバータ32の入力には信号供給部51が出力するオフセット指令信号sig2が入力される。ここで、スイッチ34、トランジスタ33、インバータ32そして信号供給部51は、オフセット指令信号供給部52を形成する。   The capacitive element 31 is connected to the potential holding line 72. Hereinafter, a case where the capacitive element 31 is formed of an NMOS transistor will be described. The source and drain of the transistor 31 are connected to each other and to the potential holding line 72. The transistor 31 functions as a MOS capacitor element. The gate of the transistor 31 is connected to the node n2. Node n2 is connected to precharge potential VCAP2 via switch. The switch 34 is, for example, a PMOS transistor. In this case, the drain of the transistor is connected to the precharge potential VCAP2, the source is connected to the node n2, and the open / close signal sig1 is input to the gate. Further, the gate of the transistor 33 is connected to the node n2. The transistor 33 is, for example, an NMOS transistor. The source and drain of the transistor 33 are connected to each other and to the output of the inverter 32. The transistor 33 functions as a MOS capacitor element. An offset command signal sig2 output from the signal supply unit 51 is input to the input of the inverter 32. Here, the switch 34, the transistor 33, the inverter 32, and the signal supply unit 51 form an offset command signal supply unit 52.

以下、図6を参照しつつ、電位保持線72の電位BLSAの降下について説明する。時刻T2より前の状態は第1の実施例と同様とし、電位保持線72の電位BLSAは寄生容量20により電位V2に維持されているとする。   Hereinafter, the drop in the potential BLSA of the potential holding line 72 will be described with reference to FIG. The state before time T2 is the same as in the first embodiment, and the potential BLSA of the potential holding line 72 is maintained at the potential V2 by the parasitic capacitance 20.

先ず、時刻T2において、プリチャージ信号EQ0の信号レベルを”H”とし、プリチャージトランジスタ11をオンする。これにより、ビット線71の電位がVSSレベルとなり、メモリセルM0に論理値”0”が書き込まれる。また、時刻T2において、開閉信号sig1の電位を接地電位VSSからプリチャージ電位VCAP2に変化させ、スイッチ34をオフする。スイッチオフ前は、ノードn2がプリチャージ電位VCAP2に固定されているが、スイッチオフによりノードn2の電位が変化し得る状態となる。   First, at time T2, the signal level of the precharge signal EQ0 is set to “H”, and the precharge transistor 11 is turned on. As a result, the potential of the bit line 71 becomes the VSS level, and the logical value “0” is written in the memory cell M0. At time T2, the potential of the open / close signal sig1 is changed from the ground potential VSS to the precharge potential VCAP2, and the switch 34 is turned off. Before the switch is turned off, the node n2 is fixed to the precharge potential VCAP2, but the potential of the node n2 can be changed by the switch off.

次に、時刻T3において、インバータ32に入力されるオフセット指令信号sig2の電位を接地電位VSSから電位VDDに変化させる。   Next, at time T3, the potential of the offset command signal sig2 input to the inverter 32 is changed from the ground potential VSS to the potential VDD.

これに伴い、インバータ32の出力に接続されているノードn1の電位は電位VDDから接地電位VSSに変化する。   Along with this, the potential of the node n1 connected to the output of the inverter 32 changes from the potential VDD to the ground potential VSS.

このとき、ノードn2の電位は、プリチャージ電位VCAP2から”α”だけ低下してVCAP2−αとなる。”α”は以下の式から求められる。   At this time, the potential of the node n2 decreases from the precharge potential VCAP2 by “α” to become VCAP2-α. “Α” is obtained from the following equation.

α=C1×(C1+C2)×VDD/(C1×C2+C2×C3+C3×C1)
ここで、C1はトランジスタ33の容量値であり、C2はトランジスタ31の容量値であり、C3は寄生容量20の容量値である。容量値C1及びC2はプリチャージ電位VCAP2の大きさに応じて定まる。
α = C1 × (C1 + C2) × VDD / (C1 × C2 + C2 × C3 + C3 × C1)
Here, C1 is the capacitance value of the transistor 33, C2 is the capacitance value of the transistor 31, and C3 is the capacitance value of the parasitic capacitance 20. The capacitance values C1 and C2 are determined according to the magnitude of the precharge potential VCAP2.

また、電位BLSAは、”β”だけ低下してV2−βとなる。”β”は以下の式から求められる。   In addition, the potential BLSA decreases by “β” to V2−β. “Β” is obtained from the following equation.

β=C1×C2×VDD/(C1×C2+C2×C3+C3×C1)
容量値C1及びC2はプリチャージ電位VCAP2の大きさに応じて定まるので、プリチャージ電位VCAP2の大きさを変更することによって電位BLSAの降下量の大きさを調整することができる。時刻T4以降の動作は第1の実施例と同様である。
β = C1 × C2 × VDD / (C1 × C2 + C2 × C3 + C3 × C1)
Since the capacitance values C1 and C2 are determined according to the magnitude of the precharge potential VCAP2, the magnitude of the amount of decrease in the potential BLSA can be adjusted by changing the magnitude of the precharge potential VCAP2. The operation after time T4 is the same as that in the first embodiment.

以下、図7を参照しつつ、容量素子31の容量値について説明する。横軸はトランジスタ31のゲート−ソース/ドレイン間の電位差であり、縦軸はゲート−ソース/ドレイン間の容量値である。当該電位差は、トランジスタ31のゲートに印加される電位すなわちノードn2のオフセット指令電位ADbと、ソース/ドレインに印加される電位BLSAとの間の電位差である。オフセット指令電位ADbは、プリチャージ電位VCAP2の大きさを変更することによって調整できる。トランジスタ31の空乏領域においては、電位差が大きくなるにつれて容量値が増加する。一方、トランジスタ31の蓄積領域においては、電位差が更に大きくなっても容量値はほぼ一定である。このように、電位差の大きさに対して容量値が正の勾配を有している。   Hereinafter, the capacitance value of the capacitive element 31 will be described with reference to FIG. The horizontal axis represents the potential difference between the gate, source, and drain of the transistor 31, and the vertical axis represents the capacitance value between the gate, source, and drain. The potential difference is a potential difference between the potential applied to the gate of the transistor 31, that is, the offset command potential ADb at the node n2 and the potential BLSA applied to the source / drain. The offset command potential ADb can be adjusted by changing the magnitude of the precharge potential VCAP2. In the depletion region of the transistor 31, the capacitance value increases as the potential difference increases. On the other hand, in the accumulation region of the transistor 31, the capacitance value is substantially constant even when the potential difference is further increased. Thus, the capacitance value has a positive gradient with respect to the magnitude of the potential difference.

読出しデータ値が”1”のときの電位BLSA(図6の電位B1)は、読出しデータ値が”0”のときの電位BLSA(図6の電位B0)よりも高い。電位BLSA降下前におけるトランジスタ31のゲートへの印加オフセット指令電位ADbは、電位B1よりも更に高くなるように設定されている。その結果、読出しデータ値が”0”のときのゲート−ソース/ドレイン間の電位差は、読出しデータ値が”1”のときのゲート−ソース/ドレイン間の電位差よりも大きくなる。電位BLSA降下後、メモリセルM0から最初に読み出されたデータ値(”0”又は”1”)に応じた電位が保持される側の電位保持線72の電位が安定するまでには、電位保持線72に接続された容量素子31に電荷が蓄積される必要がある。   The potential BLSA when the read data value is “1” (the potential B1 in FIG. 6) is higher than the potential BLSA when the read data value is “0” (the potential B0 in FIG. 6). The applied offset command potential ADb to the gate of the transistor 31 before the potential BLSA drops is set to be higher than the potential B1. As a result, the potential difference between the gate and the source / drain when the read data value is “0” is larger than the potential difference between the gate and the source / drain when the read data value is “1”. After the potential BLSA drops, the potential of the potential holding line 72 on the side where the potential corresponding to the data value (“0” or “1”) first read from the memory cell M0 is stabilized until the potential is stabilized. Charges need to be accumulated in the capacitive element 31 connected to the holding line 72.

詳細には、読出しデータ値が”0”のときには、区間D0b内に相当する電荷が蓄積される。換言すれば、読出しデータ値が”0”のときには、トランジスタ31は区間D0b内の総容量値を呈する。読出しデータ値が”0”のときの電位差が比較的大きいことから、区間D0bは蓄積領域側に位置している。読出しデータ値が”0”のときのトランジスタ31のゲート−ソース/ドレイン間の電位差VC0b=VCAP2−B0となる。区間D0bは、VC0b−α〜VC0bである。   Specifically, when the read data value is “0”, a corresponding charge is accumulated in the section D0b. In other words, when the read data value is “0”, the transistor 31 exhibits the total capacitance value in the section D0b. Since the potential difference when the read data value is “0” is relatively large, the section D0b is located on the accumulation region side. The potential difference VC0b = VCAP2-B0 between the gate, the source and the drain of the transistor 31 when the read data value is “0”. The section D0b is VC0b-α to VC0b.

一方、読出しデータ値が”1”のときには、区間D1b内に相当する電荷が蓄積される。換言すれば、読出しデータ値が”1”のときには、トランジスタ31は区間D1b内の総容量値を呈する。読出しデータ値が”1”のときの電位差が比較的小さいことから、区間D1bは空乏領域付近に位置している。読出しデータ値が”1”のときのトランジスタ31のゲート−ソース/ドレイン間の電位差VC1b=VCAP2−B1となる。区間D1bは、VC1b−α〜VC1bである。   On the other hand, when the read data value is “1”, the corresponding charge is accumulated in the section D1b. In other words, when the read data value is “1”, the transistor 31 exhibits the total capacitance value in the section D1b. Since the potential difference when the read data value is “1” is relatively small, the section D1b is located near the depletion region. The potential difference VC1b = VCAP2-B1 between the gate, the source and the drain of the transistor 31 when the read data value is “1”. The section D1b is VC1b-α to VC1b.

区間D0b内の総容量値の方が、区間D1b内の総容量値よりも大きい。それ故、図6の時刻T3において電位BLSAを降下させたときには、電位B0の降下量の方が電位B1の降下量よりも大きくなる。換言すれば、読出しデータ値が”0”のときのオフセット量が、読出しデータ値が”1”のときのオフセット量よりも大きくなる。その結果、図4に示されるのと同様に、降下前の電位B0と電位B1との電位差ΔVaよりも、降下後の電位B0と電位B1との電位差ΔVdの方が大きくなる。かかる動作により、降下前の電位B0と電位B1との間の電位差が小さい場合であっても、降下後の電位B0と電位B1との間の電位差を広げることができる。   The total capacity value in the section D0b is larger than the total capacity value in the section D1b. Therefore, when the potential BLSA is decreased at time T3 in FIG. 6, the amount of decrease in the potential B0 is greater than the amount of decrease in the potential B1. In other words, the offset amount when the read data value is “0” is larger than the offset amount when the read data value is “1”. As a result, as shown in FIG. 4, the potential difference ΔVd between the potential B0 and the potential B1 after the decrease is larger than the potential difference ΔVa between the potential B0 and the potential B1 before the decrease. With this operation, even if the potential difference between the potential B0 and the potential B1 before the drop is small, the potential difference between the potential B0 and the potential B1 after the drop can be widened.

上記したように、本実施例のメモリ装置1Bにおいては、プリチャージ電位VCAP2の大きさを調整することによって、電位保持線72の電位BLSAの降下量の大きさαを調整することができる。すなわち、プリチャージ電位VCAP2の大きさを調整することによって、最初の読出しデータ値に応じて定まる電位BLSAのオフセット量を細かく調整できる。換言すれば、プリチャージ電位VCAP2の大きさを調整することによって、電位保持線72に接続されている容量素子31の容量値を、第1の実施例に比較してより細かく調整することができる。かかる調整により、読出しデータ値が”0”のときに容量素子31に蓄積される電荷量を蓄積領域の電荷量とし、且つ読出しデータ値が”1”のときの容量素子31に蓄積される電荷量を空乏領域の電荷量とすることができる。それ故、読出しデータが”0”のときの蓄積電荷量と、読出しデータが”1”のときの蓄積電荷量との差をより大きくすることができ、降下後の電位B0とB1との差をより大きくすることができる。それによって、読出しデータ値の判定精度を更に向上させることができる。   As described above, in the memory device 1B of the present embodiment, the magnitude α of the drop amount of the potential BLSA of the potential holding line 72 can be adjusted by adjusting the magnitude of the precharge potential VCAP2. That is, by adjusting the magnitude of the precharge potential VCAP2, the offset amount of the potential BLSA determined according to the first read data value can be finely adjusted. In other words, by adjusting the magnitude of the precharge potential VCAP2, the capacitance value of the capacitive element 31 connected to the potential holding line 72 can be adjusted more finely than in the first embodiment. . With this adjustment, the amount of charge accumulated in the capacitor 31 when the read data value is “0” is set as the amount of charge in the accumulation region, and the charge accumulated in the capacitor 31 when the read data value is “1”. The amount can be the charge amount of the depletion region. Therefore, the difference between the accumulated charge amount when the read data is “0” and the accumulated charge amount when the read data is “1” can be further increased, and the difference between the lowered potentials B0 and B1. Can be made larger. Thereby, the determination accuracy of the read data value can be further improved.

なお、第1及び第2の実施例におけるメモリセルM0及びM1の各々は強誘電体メモリであるが、これに限られない。メモリ装置1A及び1Bは、例えばダミーセルの参照電位とメモリセルの読出し電位を比較するFRASHメモリなどの不揮発性メモリ全般に適用可能である。   Each of the memory cells M0 and M1 in the first and second embodiments is a ferroelectric memory, but is not limited to this. The memory devices 1A and 1B can be applied to all nonvolatile memories such as a FASH memory that compares a reference potential of a dummy cell and a read potential of the memory cell, for example.

また、第1及び第2の実施例のメモリ装置1A及び1Bは、ビット線及び電位保持線を各2つ、プレート線を2つ、ワード線を1つ含むものであるが、これに限られない。メモリ装置1A及び1Bは、更に多くのビット線、電位保持線、プレート線及びワード線とその本数に応じたメモリセルとを含むメモリセルアレイにも適用可能である。   The memory devices 1A and 1B of the first and second embodiments include two bit lines and two potential holding lines, two plate lines, and one word line, but are not limited thereto. The memory devices 1A and 1B can be applied to a memory cell array including more bit lines, potential holding lines, plate lines and word lines and memory cells corresponding to the number of the memory devices.

<第1の変形例>
以下、図8を参照しつつ、第1の実施例をベースとして変形例について説明する。第1の実施例の容量素子21はトランジスタ21であり、そのゲート−ソース/ドレイン間の電位差と容量値との関係を利用した場合の例であるが、これに限られない。例えば、図8に示されるように電位BLSAとオフセット指令電位ADaとの間の電位差に比例する容量値を呈する容量素子を、トランジスタ21の代わりに用いることができる。この場合においても、読出しデータ値が”0”のときの容量値(区間D0c内の容量値)が、読出しデータ値が”1”のときの容量値(区間D1c内の容量値)よりも大きくなる。それ故、読出しデータ値が”0”のときの当該電位差は、読出しデータ値が”1”のときの当該電位差よりも大きくなる。その結果、上記実施例と同様の効果を奏することができる。また、容量値は必ずしも電位差に比例する必要はなく、容量値が正の勾配を有する各種素子又は回路であればトランジスタ21の代わりに用いることができる。
<First Modification>
Hereinafter, with reference to FIG. 8, a modification will be described based on the first embodiment. The capacitive element 21 of the first embodiment is a transistor 21 and is an example in which the relationship between the gate-source / drain potential difference and the capacitance value is used, but is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 8, a capacitor that exhibits a capacitance value proportional to the potential difference between the potential BLSA and the offset command potential ADa can be used instead of the transistor 21. Also in this case, the capacitance value when the read data value is “0” (capacity value within the interval D0c) is larger than the capacitance value when the read data value is “1” (capacity value within the interval D1c). Become. Therefore, the potential difference when the read data value is “0” is larger than the potential difference when the read data value is “1”. As a result, the same effects as in the above embodiment can be obtained. Further, the capacitance value is not necessarily proportional to the potential difference, and any element or circuit having a positive gradient in capacitance value can be used instead of the transistor 21.

<第2の変形例>
以下、図9を参照しつつ、第1の実施例をベースとして他の変形例について説明する。第1の実施例は、トランジスタ21のゲートに印加されるオフセット指令電位ADaを、読出しデータ値が”1”のときに電位保持線72に生じる電位B1よりも大きくなるようにオフセット指令信号sig0の電位を設定し、且つ容量素子21の容量値が正の勾配を有する場合の例であるが、これに限られない。すなわち、オフセット指令電位ADaを、読出しデータ値が”0”のときに電位保持線72に生じる電位B0よりも小さくなるようにオフセット指令信号sig0の電位を設定し、且つ容量素子21として容量値が負の勾配を有する素子を用いることができる。
<Second Modification>
Hereinafter, another modification will be described with reference to FIG. 9 based on the first embodiment. In the first embodiment, the offset command signal Sig0 is applied so that the offset command potential ADa applied to the gate of the transistor 21 is larger than the potential B1 generated in the potential holding line 72 when the read data value is “1”. In this example, the potential is set and the capacitance value of the capacitor 21 has a positive gradient, but the present invention is not limited to this. That is, the potential of the offset command signal sig0 is set so that the offset command potential ADa is smaller than the potential B0 generated in the potential holding line 72 when the read data value is “0”, and the capacitance value of the capacitive element 21 is An element having a negative gradient can be used.

この場合、電位BLSA降下前における、読出しデータ値が”0”のときの電位保持線72の電位B0とオフセット指令電位ADaとの電位差は、読出しデータ値が”1”のときの電位保持線72の電位B1とオフセット指令電位ADaとの電位差よりも小さくなる。また、容量値が負の勾配を有していることから、電位BLSA降下後における、読出しデータ値が”0”のときの容量素子21の蓄積電荷量(図9の区間D0d内の容量)は、読出しデータ値が”0”のときの容量素子21の蓄積電荷量(図9の区間D1d内の容量)よりも大きくなる。   In this case, the potential difference between the potential B0 of the potential holding line 72 when the read data value is “0” and the offset command potential ADa before the potential BLSA drop is the potential holding line 72 when the read data value is “1”. Less than the potential difference between the potential B1 and the offset command potential ADa. In addition, since the capacitance value has a negative gradient, the amount of charge accumulated in the capacitor element 21 (capacitance in the section D0d in FIG. 9) when the read data value is “0” after the potential BLSA drops is as follows. Therefore, the accumulated charge amount (capacitance in the section D1d in FIG. 9) of the capacitive element 21 when the read data value is “0” is larger.

それ故、図2の時刻T3において電位BLSAを降下させたときには、上記実施例と同様に電位B0の降下量の方が電位B1の降下量よりも大きくなる。その結果、上記実施例と同様の効果を奏することができる。また、第2の実施例においても、上記第2の変形例と同様の構成とし、同様の効果を奏することができる。   Therefore, when the potential BLSA is lowered at time T3 in FIG. 2, the amount of decrease in the potential B0 is larger than the amount of decrease in the potential B1 as in the above embodiment. As a result, the same effects as in the above embodiment can be obtained. In the second embodiment, the same configuration as that of the second modification can be obtained, and the same effect can be obtained.

1A、1B 不揮発性半導体記憶装置(メモリ装置)
2、4 セル容量
3、5 セルトランジスタ
6 ワード線
71、81 ビット線
72、82 電位保持線
9、10 プレート線
11、12 プリチャージトランジスタ
13〜16 スイッチ
17 センスアンプ
19、20 寄生容量
21、31、33 トランジスタ
22、32 インバータ
34 スイッチ
40 容量素子
50、52 オフセット指令信号供給部
51 信号供給部
M0、M1 メモリセル
1A, 1B Nonvolatile semiconductor memory device (memory device)
2, 4 Cell capacitance 3, 5 Cell transistor 6 Word line 71, 81 Bit line 72, 82 Potential holding line 9, 10 Plate line 11, 12 Precharge transistor 13-16 Switch 17 Sense amplifier 19, 20 Parasitic capacitance 21, 31 33 Transistor 22, 32 Inverter 34 Switch 40 Capacitance element 50, 52 Offset command signal supply unit 51 Signal supply unit M0, M1 Memory cell

Claims (4)

メモリセルから記憶電位を読み出した後に前記メモリセルに参照電位を書込み、前記記憶電位と、前記メモリセルより読み出した前記参照電位と、を比較することによりデータの読出しを行う不揮発性半導体記憶装置であって、
前記記憶電位に応じて容量値が変化する第1の容量素子と、
前記第1の容量素子にオフセット指令信号を供給するオフセット指令信号供給部と、を具備し、
前記記憶電位は前記第1の容量素子の一方の端子に印加され、前記オフセット指令信号の電位は前記第1の容量素子の他方の端子に印加され、前記第1の容量素子は前記端子間の電位差に応じた容量値を呈し、
前記オフセット指令信号の電位は、
前記メモリセルからの前記記憶電位の読出し時における第1指令電位から前記記憶電位と前記参照電位との比較時における第2指令電位に遷移し、
前記記憶電位が第1記憶電位のときに前記第1記憶電位と前記第1指令電位との間に生じる電位差と、前記第1記憶電位と前記第2指令電位との間に生じる電位差との間の範囲である第1電位差範囲内における前記第1の容量素子の総容量値が、
前記記憶電位が前記第1の電位より低い第2記憶電位のときに前記第2記憶電位と前記第1指令電位との間に生じる電位差と、前記第2記憶電位と前記第2指令電位との間に生じる電位差との間の範囲である第2電位差範囲内における前記第1の容量素子の総容量値より小さくなるように設定されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A non-volatile semiconductor memory device that reads data by reading a memory potential from a memory cell and then writing a reference potential to the memory cell and comparing the memory potential with the reference potential read from the memory cell. There,
A first capacitive element whose capacitance value changes according to the storage potential;
An offset command signal supply unit for supplying an offset command signal to the first capacitive element,
The storage potential is applied to one terminal of the first capacitive element, the potential of the offset command signal is applied to the other terminal of the first capacitive element, and the first capacitive element is between the terminals. Presents a capacitance value according to the potential difference,
The potential of the offset command signal is
Transition from a first command potential at the time of reading the storage potential from the memory cell to a second command potential at the time of comparison between the storage potential and the reference potential;
Between the potential difference generated between the first memory potential and the first command potential when the memory potential is the first memory potential, and the potential difference generated between the first memory potential and the second command potential The total capacitance value of the first capacitive element in the first potential difference range that is a range of
A potential difference generated between the second memory potential and the first command potential when the memory potential is a second memory potential lower than the first potential, and the second memory potential and the second command potential A non-volatile semiconductor memory device, wherein the non-volatile semiconductor memory device is set to be smaller than a total capacitance value of the first capacitor element in a second potential difference range which is a range between potential differences generated therebetween.
第1の電位または第1の電位より低い第2の電位を記憶電位としてメモリセルから読出す自己参照方法の不揮発性半導体記憶装置であって、
第1の端子と第2の端子を備え、前記第1の端子と前記第2の端子との間の電位差の増加に応じて容量値が増加する容量素子と、
前記第1の端子に前記メモリセルの前記記憶電位を印加する手段と、
前記第2の端子に印加された電位を前記第1の電位より高い電位から前記第2の電位より低い電位に変化させる手段と、を具備し、
前記メモリセルより読み出される前記記憶電位の前記第1の電位と前記第2の電位との間の電位差を拡大することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A non-volatile semiconductor memory device of a self-reference method for reading from a memory cell using a first potential or a second potential lower than the first potential as a storage potential,
A capacitive element comprising a first terminal and a second terminal, wherein a capacitance value increases in accordance with an increase in potential difference between the first terminal and the second terminal;
Means for applying the memory potential of the memory cell to the first terminal;
Means for changing a potential applied to the second terminal from a potential higher than the first potential to a potential lower than the second potential;
A nonvolatile semiconductor memory device, wherein a potential difference between the first potential and the second potential of the storage potential read from the memory cell is enlarged.
第1の電位または第1の電位より低い第2の電位を記憶電位としてメモリセルから読出す自己参照方法の不揮発性半導体記憶装置であって、
第1の端子と第2の端子を備え、前記第1の端子と前記第2の端子との間の電位差の減少に応じて容量値が増加する容量素子と、
前記第1の端子に前記メモリセルの前記記憶電位を印加する手段と、
前記第2の端子に印加された電位を前記第2の電位より低い電位をもつ第3の電位から、前記第3の電位より低い第4の電位に変化させる手段と、を具備し、
前記メモリセルより読み出される前記記憶電位の前記第1の電位と前記第2の電位との間の電位差を拡大することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A non-volatile semiconductor memory device of a self-reference method for reading from a memory cell using a first potential or a second potential lower than the first potential as a storage potential,
A capacitive element comprising a first terminal and a second terminal, wherein a capacitance value increases in accordance with a decrease in potential difference between the first terminal and the second terminal;
Means for applying the memory potential of the memory cell to the first terminal;
Means for changing the potential applied to the second terminal from a third potential having a potential lower than the second potential to a fourth potential lower than the third potential;
A nonvolatile semiconductor memory device, wherein a potential difference between the first potential and the second potential of the storage potential read from the memory cell is enlarged.
メモリセルから読み出した記憶電位と、参照電位とを比較することにより、データの読出しを行う不揮発性半導体記憶装置であって、
前記記憶電位に依存して容量値が変化する第1の容量素子と、
前記第1の容量素子にオフセット指令電位を印加するオフセット指令信号供給部と、を含み、
前記オフセット指令信号供給部は、
前記容量素子に印加した前記オフセット指令電位を所定の第1の電位から前記第1の電位よりも低い第2の電位に切り替える手段と、
前記第1の容量素子に接続される第2の容量素子と、
前記第2の容量素子に接続される信号供給部と、
を具備し、
第1記憶電位と前記第1記憶電位より低い第2記憶電位を前記記憶電位として前記メモリセルから読み出し、
前記第1の電位は、前記第1記憶電位より高い電位であり、
前記第2の電位は、前記第2記憶電位より低い電位であり、
前記メモリセルからの前記記憶電位の読出し時に、前記第1の容量素子の第1の端子と、前記第2の容量素子の一方の端子と、の接続点にオフセット指令電位が印加され、
前記オフセット指令電位が印加される前記第1の容量素子の前記第1の端子と、前記記憶電位が印加される前記第1の容量素子の第2の端子と、の間の電位差が、前記記憶電位が前記第1記憶電位のときには空乏領域に対応する電位差となり、
前記記憶電位が前記第2記憶電位のときには蓄積領域に対応する電位差となるように設定されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A nonvolatile semiconductor memory device that reads data by comparing a storage potential read from a memory cell and a reference potential,
A first capacitor element whose capacitance value changes depending on the storage potential;
An offset command signal supply unit that applies an offset command potential to the first capacitive element,
The offset command signal supply unit is
Means for switching the offset command potential applied to the capacitive element from a predetermined first potential to a second potential lower than the first potential ;
A second capacitive element connected to the first capacitive element;
A signal supply unit connected to the second capacitive element;
Comprising
A first memory potential and a second memory potential lower than the first memory potential are read from the memory cell as the memory potential;
The first potential is higher than the first memory potential;
The second potential is lower than the second memory potential;
At the time of reading the storage potential from the memory cell, an offset command potential is applied to a connection point between the first terminal of the first capacitive element and one terminal of the second capacitive element;
The potential difference between the first terminal of the first capacitive element to which the offset command potential is applied and the second terminal of the first capacitive element to which the storage potential is applied is the memory. When the potential is the first memory potential, the potential difference corresponds to the depletion region,
A non-volatile semiconductor memory device, wherein the memory potential is set to be a potential difference corresponding to an accumulation region when the memory potential is the second memory potential .
JP2013083723A 2013-04-12 2013-04-12 NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND NONVOLATILE MEMORY DEVICE DATA READING METHOD Active JP6219060B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013083723A JP6219060B2 (en) 2013-04-12 2013-04-12 NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND NONVOLATILE MEMORY DEVICE DATA READING METHOD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013083723A JP6219060B2 (en) 2013-04-12 2013-04-12 NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND NONVOLATILE MEMORY DEVICE DATA READING METHOD

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014207032A JP2014207032A (en) 2014-10-30
JP6219060B2 true JP6219060B2 (en) 2017-10-25

Family

ID=52120466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013083723A Active JP6219060B2 (en) 2013-04-12 2013-04-12 NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND NONVOLATILE MEMORY DEVICE DATA READING METHOD

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6219060B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10290341B2 (en) * 2017-02-24 2019-05-14 Micron Technology, Inc. Self-reference for ferroelectric memory
JP6860411B2 (en) 2017-04-27 2021-04-14 ラピスセミコンダクタ株式会社 Non-volatile semiconductor storage device
US10395715B2 (en) * 2017-08-25 2019-08-27 Micron Technology, Inc. Self-referencing memory device
US10403336B2 (en) 2017-12-28 2019-09-03 Micron Technology, Inc. Techniques for precharging a memory cell

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118389A (en) * 1999-10-21 2001-04-27 Oki Electric Ind Co Ltd Ferroelectric memory
JP2001319472A (en) * 2000-05-10 2001-11-16 Toshiba Corp Semiconductor memory
JP3988696B2 (en) * 2003-03-27 2007-10-10 ソニー株式会社 Data reading method and semiconductor memory device
TW594736B (en) * 2003-04-17 2004-06-21 Macronix Int Co Ltd Over-driven read method and device of ferroelectric memory

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014207032A (en) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4421009B2 (en) Ferroelectric memory
US7848132B2 (en) FRAM including a tunable gain amp as a local sense amp
JP6374136B1 (en) Triple level cell dynamic random access memory and method for reading the same
KR100843139B1 (en) Multi-level dynamic memory device having open bit line structure and driving method thereof
US10283206B2 (en) High speed sensing for advanced nanometer flash memory device
US8477552B2 (en) Memory device, semiconductor memory device and control method thereof
JP4452631B2 (en) memory
JP4043060B2 (en) Transistor threshold correction circuit, semiconductor memory device, and threshold correction method
JP6219060B2 (en) NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND NONVOLATILE MEMORY DEVICE DATA READING METHOD
US7616471B2 (en) Ferroelectric memory device
TWI253650B (en) Semiconductor storage device
JP2001307478A (en) Integrated memory, and method for generating reference voltage on reference bit line of integrated memory
JP7053918B2 (en) Non-volatile semiconductor storage device and data reading method
JP2007073121A (en) Semiconductor memory circuit
US7102912B2 (en) Integrated semiconductor memory device and method for operating an integrated semiconductor memory device
US20130223164A1 (en) Sense amplifier circuit and semiconductor memory device
US7251153B2 (en) Memory
JP5688870B2 (en) Semiconductor memory device
US20090097347A1 (en) Sense-amplifier circuit for a memory device with an open bit line architecture
WO2019087769A1 (en) Reading circuit for resistance change memory device and method for reading same
JPWO2004077442A1 (en) Semiconductor memory device and data reading method
JP4585667B2 (en) Ferroelectric memory data reading method and ferroelectric memory
JP2001307479A (en) Semiconductor integrated circuit device
KR20060015924A (en) Semiconductor memory device and bitline sense amplifier offset voltage test method thereof
JP2003297073A (en) Semiconductor memory device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160407

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161220

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170509

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170619

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170905

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170927

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6219060

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150