JPH02301093A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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Publication number
JPH02301093A
JPH02301093A JP1122012A JP12201289A JPH02301093A JP H02301093 A JPH02301093 A JP H02301093A JP 1122012 A JP1122012 A JP 1122012A JP 12201289 A JP12201289 A JP 12201289A JP H02301093 A JPH02301093 A JP H02301093A
Authority
JP
Japan
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bit line
capacitor
line
electrode
dummy
Prior art date
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Pending
Application number
JP1122012A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Terada
寺田 康
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH02301093A publication Critical patent/JPH02301093A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the size of a cell by comprising one bit with one cell by using a dummy cell, and forming the area of the capacitor of the dummy cell formed with a ferrodielectric smaller than that of a memory cell. CONSTITUTION:The dummy cell B is comprised of a selection transistor 20 and a capacitor 21 with the area smaller than the capacitor 16 of the memory cell A and formed with the ferrodielectric. At this time, a device is set so that a current in which the current to charge the capacitor 21 is added on the current required for the branch of polarization can be larger than the current to charge the capacitor 16. Readout is performed by amplifying the level difference of a bit line 17 and an inversion bit line 22 based on the current that flows from the bit line 17 to the cell A and the current that flows from the inversion bit line 22 to the cell B with a sense amplifier 25. Thereby, it is possible to comprise one bit with one selection gate and one cell, which reduces the size of the cell and attains the making of the device into large capacity.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は不揮発性半導体記憶装置に関し、特に強誘電
体を容量として用いた不揮発性半導体記憶装置の読み出
し方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to a reading method for a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric material as a capacitor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図はエレクトロニクス、2月18日、1988号、
94頁(Electronics Feb、18,19
88 、 P。
Figure 5 is from Electronics, February 18, 1988 issue.
Page 94 (Electronics Feb, 18, 19
88, p.

94)に示された従来の強誘電体メモリの構成図である
94) is a configuration diagram of the conventional ferroelectric memory shown in FIG.

メモリセルはDRAMと同様な構成であり、選択トラン
ジスタと強誘電体で形成された容量からなる。選択トラ
ンジスタlaのドレインはビット線3、ゲートはワード
線4に接続され、ソースは容量2aの一方の電極に接続
される。容量2aのもう一方の電極はドライブ線5に接
続される。2つのメモリセルで1ビツトのデータが記憶
され、一方のメモリセル2aはビット線3に、もう一方
のメモリセル2bは反転ビット線(以下、ビット線と略
す)6に接続される。ビット線3.ビット線6はセンス
アンプ7に入力され、レベル差が差動増幅される。セン
スアンプ7は入出カバソファ8に接続される。ワード線
4はロウデコーダ9に接続され、ドライブ線5はドライ
ブ線デコーダ10に接続される。ロウデコーダ9、ドラ
イブ線デコーダ10にはアドレスバッファ11の出力が
入力され、入力アドレスに対応して一本のワード線4、
ドライブ線5が選択される。さらに制御信号入カバソフ
ァ12が設けられており、この出力によりセンスタイミ
ング発生回路13の出力信号。
The memory cell has a configuration similar to that of a DRAM, and consists of a selection transistor and a capacitor made of ferroelectric material. The selection transistor la has a drain connected to the bit line 3, a gate connected to the word line 4, and a source connected to one electrode of the capacitor 2a. The other electrode of the capacitor 2a is connected to the drive line 5. One bit of data is stored in two memory cells, one memory cell 2a is connected to a bit line 3, and the other memory cell 2b is connected to an inverted bit line (hereinafter abbreviated as bit line) 6. Bit line 3. The bit line 6 is input to a sense amplifier 7, and the level difference is differentially amplified. The sense amplifier 7 is connected to the input/output cover sofa 8. Word line 4 is connected to row decoder 9, and drive line 5 is connected to drive line decoder 10. The output of the address buffer 11 is input to the row decoder 9 and the drive line decoder 10, and one word line 4,
Drive line 5 is selected. Furthermore, a control signal input cover sofa 12 is provided, and the output signal of the sense timing generation circuit 13 is outputted from this control signal input cover sofa 12 .

アドレスバッファ11及び入出カバソファ8が制御され
る。
The address buffer 11 and the input/output cover sofa 8 are controlled.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

まず、強誘電体を金属電極で挟んで形成した容量の特性
について第6図を用いて説明する。第6図(d+におい
て、14で示した容量の第1の電極14aに正の電圧、
第2の電極14bに負の電圧を印加し、強誘電体に分極
を起こさせたとする。印加電圧を取り除き、第6図(a
lに示したような電圧を印加すると、印加した電圧の向
きが最初に印加した電圧の向きと同じならば、即ち強誘
電体の分極の向きと同じ方向に印加されたならば、第6
図(blに示すように容量を充電する電流が流れ込むだ
けである。一方、分極の向きと逆方向に印加されたなら
ば、第6図(C1に示すように容量を充電するiIt流
に加えて分極を反転させるための電流が流れ込む。即ち
、強誘電体で形成した容量に電圧を印加した場合、分極
の向きにより流れ込む電流が異なる。
First, the characteristics of a capacitor formed by sandwiching a ferroelectric material between metal electrodes will be explained using FIG. 6. FIG. 6 (at d+, a positive voltage is applied to the first electrode 14a of the capacitance indicated by 14;
Assume that a negative voltage is applied to the second electrode 14b to cause polarization in the ferroelectric material. After removing the applied voltage, the voltage shown in Figure 6 (a
When the voltage shown in 1 is applied, if the direction of the applied voltage is the same as the direction of the first applied voltage, that is, if it is applied in the same direction as the polarization direction of the ferroelectric material, the sixth
As shown in Figure (bl), the current that charges the capacitor simply flows in. On the other hand, if the current is applied in the opposite direction to the polarization direction, in addition to the iIt current that charges the capacitor as shown in Figure 6 (C1), In other words, when a voltage is applied to a capacitor formed of a ferroelectric material, the current that flows into the capacitor differs depending on the direction of polarization.

次に書き込みの動作について説明する。Next, the write operation will be explained.

第7図(a)に示すように、“1”を書き込む場合、ビ
ット線3に5■、ビット線6にはOvを印加す 。
As shown in FIG. 7(a), when writing "1", 5■ is applied to the bit line 3 and Ov is applied to the bit line 6.

る。選択された行のドライブ線5、ワード線4には5v
を印加する。すると、ビット線6に接続された側の容量
2bの強誘電体が矢印の方向に分極する。次に、第7図
(b)に示すようにドライブ線5をOvにすると容量2
aの強誘電体が容量2bとは反対方向に分極する。これ
で書き込みが終了する。
Ru. 5V to drive line 5 and word line 4 of selected row
Apply. Then, the ferroelectric material of the capacitor 2b on the side connected to the bit line 6 is polarized in the direction of the arrow. Next, as shown in FIG. 7(b), when the drive line 5 is set to Ov, the capacity is 2.
The ferroelectric material a is polarized in the opposite direction to the capacitor 2b. This completes writing.

次に読み出し動作について、“l”が書き込まれたセル
が選択された場合について説明する。
Next, regarding a read operation, a case will be described in which a cell in which "1" is written is selected.

まず、第7図(C)に示すように、ビット線3、ビット
線6を5■にプリチャージし、選択されたワード線4を
5■に立ち上げる。容量2a、2bに充電する電流がセ
ルに流れ込むが、印加される電圧条件が2bの容量に関
しては分極を反転させる方向であるので、さきに述べた
ように11よりもI2の方が大きくなる。このため、ビ
ット線6の電位がビット線3より低くなる。このように
して読み出しがなされる。この結果、第7図(d)に示
すようにビット線3の電位は5V、ビ、、ト′41A6
の電位はOVになる。次に第7図(e)に示すようにド
ライブ線5を5■に上げ、容量2bの分極の向きを元に
戻す。さらに第7図(f)に示すようにドライブ線5を
Ovにして容量2aの分極を強化する。
First, as shown in FIG. 7(C), the bit lines 3 and 6 are precharged to 5■, and the selected word line 4 is raised to 5■. The current that charges the capacitors 2a and 2b flows into the cell, but the applied voltage condition is such that the polarization is reversed with respect to the capacitor 2b, so I2 is larger than 11 as mentioned earlier. Therefore, the potential of the bit line 6 becomes lower than that of the bit line 3. Reading is performed in this manner. As a result, the potential of the bit line 3 is 5V, as shown in FIG. 7(d).
The potential of becomes OV. Next, as shown in FIG. 7(e), the drive line 5 is raised to 5.degree. to restore the polarization direction of the capacitor 2b. Furthermore, as shown in FIG. 7(f), the drive line 5 is set to Ov to strengthen the polarization of the capacitor 2a.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の強誘電体を利用した不揮発性メモリは、以上のよ
うに構成されているので、1ビツトが2個のセルから構
成されており、高集積化が極めて困難であった。
Conventional nonvolatile memories using ferroelectric materials are constructed as described above, and one bit consists of two cells, making it extremely difficult to achieve high integration.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、1個のセルで1ビツトの記憶ができ、高集積
化が容易な不揮発性半導体記憶装置を提供することを目
的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can store one bit in one cell and can easily be highly integrated. .

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、メモリセル
を選択トランジスタと強誘電体で形成された容量とから
構成し、選択トランジスタのドレインをビット線もしく
はビット線に接続し、ゲートをワード線に接続し、ソー
スを容量の一方の電極に接続し、容量のもう一方の電極
をドライブ綿に接続するとともに、ダミーセルを選択ト
ランジスタと強誘電体で形成されその面積がメモリセル
の容量よりも小さい容量とから構成し、選択トランジス
タのドレインをビット線もしくはビット線に接続し、ゲ
ートをダミーワード線に接続し、ソースを容量の一方の
電極に接続し、容量のもう一方の電極をダミードライブ
線に接続するようにしたものである。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell that includes a selection transistor and a capacitor made of ferroelectric material, and the drain of the selection transistor is connected to a bit line or a bit line, and the gate is connected to a word line. Then, connect the source to one electrode of the capacitor, connect the other electrode of the capacitor to the drive cotton, and select a dummy cell. The drain of the selection transistor is connected to the bit line or bit line, the gate is connected to the dummy word line, the source is connected to one electrode of the capacitor, and the other electrode of the capacitor is connected to the dummy drive line. It was designed to do so.

また、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、メモリ
セルを選択トランジスタと強誘電体で形成された容量と
から構成し、選択トランジスタのドレインをビット線も
しくはビット線に接続し、ゲートをワード線に接続し、
ツースを容量の一方の電極に接続し、容量のもう一方の
電極をドライブ線に接続するとともに、ダミーセルを選
択トランジスタと強誘電体以外の物質で形成され容量値
がメモリセルの強誘電体で形成された容量より大きい容
量とから構成し、選択トランジスタのドレインをビット
線もしくはビット線に接続し、ゲートをダミーワード線
に接続し、ソースを容量の一方の電極に接続し、容量の
もう一方の電極をダミードライブ線に接続するようにし
たものである。
Further, in the non-volatile semiconductor memory device according to the present invention, the memory cell is composed of a selection transistor and a capacitor formed of a ferroelectric material, the drain of the selection transistor is connected to a bit line or a bit line, and the gate is connected to a word line. connect to,
The tooth is connected to one electrode of the capacitor, the other electrode of the capacitor is connected to the drive line, and a dummy cell is formed from a material other than the selection transistor and ferroelectric, and the capacitance value is formed from the ferroelectric of the memory cell. The drain of the selection transistor is connected to the bit line or the bit line, the gate is connected to the dummy word line, the source is connected to one electrode of the capacitor, and the other electrode of the capacitor is connected to the select transistor. The electrode is connected to a dummy drive line.

また、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は上述の各
構成にさらに、そのソースが接地されるとともにそのド
レインがビット線、及びビット線に接続され、そのゲー
トに書き込みサイクル、読み出しサイクルの最後に“H
” (活性)となり、その後、上記ワード線及び上記ダ
ミーワード線を“L”(非活性)する制御信号が入力さ
れるトランジスタを設けるようにしたものである。
Further, in addition to the above-described configurations, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has its source grounded, its drain connected to a bit line and the bit line, and its gate connected at the end of a write cycle and a read cycle. “H
'' (activated) and then receives a control signal that turns the word line and the dummy word line "L" (inactive).

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、上述のようにダミーセルを用い、ダミ
ーセルを構成する強誘電体で形成される容量の面積をメ
モリセルのものよりも小さくするようにしたので、1個
のセルで1ビツトを構成することができ、不揮発性半導
体記憶装置のセルサイズを小さくすることができ、高集
積化が可能となる。
According to the present invention, as described above, a dummy cell is used and the area of the capacitance formed by the ferroelectric material constituting the dummy cell is made smaller than that of the memory cell, so that one bit can be processed by one cell. Therefore, the cell size of the nonvolatile semiconductor memory device can be reduced, and high integration becomes possible.

また、本発明によれば、上述のようにダミーセルを用い
、ダミーセルの容量をメモリセルの容量よりも大きい容
量値を有する強誘電体以外の物質で形成するようにした
ので、1個のセルで1ビツトを構成することができ、高
集積化が可能となるとともに、読み出し回数がダミーセ
ルの疲労で制限されることが無くなる。
Further, according to the present invention, as described above, a dummy cell is used and the capacitance of the dummy cell is formed of a material other than ferroelectric material having a capacitance value larger than that of the memory cell. 1 bit can be configured, high integration is possible, and the number of reads is no longer limited by fatigue of the dummy cell.

また、本発明によれば、上述のようにさらにトランジス
タを設け、書き込みサイクル、読み出しサイクルの最後
にリセット信号を印加してビット線ならびにビット線を
接地し、強誘電体に蓄積された電荷が引き抜かれてから
ワード線を立ち下げるようにしたので、メモリセルの容
量を常に電荷が引き抜かれた状態に保持でき、サイクル
タイムに依存せずに常に安定した読み出しを行うことが
できる。
Further, according to the present invention, a transistor is further provided as described above, and a reset signal is applied at the end of a write cycle and a read cycle to ground the bit line and the bit line, so that the charge accumulated in the ferroelectric material is removed. Since the word line is brought down after the word line is removed, the capacitance of the memory cell can always be maintained in a state where the charge is removed, and stable reading can be performed at all times regardless of cycle time.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例による不揮発性半導体記
憶装置を示す図であり、図において、15は選択トラン
ジスタ、16は強誘電体で形成された容量であり、選択
トランジスタ15のドレインはビット線17.ゲートは
ワード線18に接続されており、容量16の一方の電極
はドライブ線19に接続されている。ダミーセルは選択
トランジスタ20と面積が容量16より小さい強誘電体
で形成された容量21から構成される。この時、ダミー
セルの容量21を充電する電流と分極を反転させるのに
必要な電流を加えたものの方がメモリセルの容量16を
充電する電流より大きくなるように設定する。選択トラ
ンジスタ20のドレインはビット線22、ゲートはダミ
ーワード線23に接続される。容量21の一方の電極は
ダミードライブm24に接続される。25はセンスアン
プである。さらに、リセット用のトランジスタ26がビ
ット、%I22に接続される。リセット用トランジスタ
26のゲートにはリセット信号R5T27が入力される
FIG. 1 is a diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 15 is a selection transistor, 16 is a capacitor made of ferroelectric material, and the drain of the selection transistor 15 is is bit line 17. The gate is connected to a word line 18, and one electrode of the capacitor 16 is connected to a drive line 19. The dummy cell is composed of a selection transistor 20 and a capacitor 21 made of a ferroelectric material whose area is smaller than that of the capacitor 16. At this time, the current for charging the capacitor 21 of the dummy cell plus the current necessary for reversing polarization is set to be larger than the current for charging the capacitor 16 of the memory cell. The selection transistor 20 has a drain connected to a bit line 22 and a gate connected to a dummy word line 23. One electrode of the capacitor 21 is connected to a dummy drive m24. 25 is a sense amplifier. Additionally, a reset transistor 26 is connected to bit %I22. A reset signal R5T27 is input to the gate of the reset transistor 26.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

書き込みはドライブ線19に“Hm、選択ワード線18
に“H”を印加し、書き込みデータが“l”ならばビッ
ト線17に“H”、また、“0゜ならばL”を印加した
後、ドライブ線19を“L゛に立ち下げることにより行
う、この時、信号R3T27を“H′にし、ビット線2
2を接地し、ダミーワード!l#I23に“H″を印加
した状態でダミードライブ線をH°から“L”に立ち下
げ、ダミーセルBの容量の分極の向きを“0”が書き込
まれたのと同じ向きにする。
Write “Hm” to the drive line 19, select word line 18
By applying "H" to the bit line 17, if the write data is "L", applying "H" to the bit line 17, and applying "L" if it is "0°", and then lowering the drive line 19 to "L". At this time, signal R3T27 is set to “H” and bit line 2
Ground 2 and dummy word! With "H" applied to l#I23, the dummy drive line is lowered from H° to "L", and the polarization direction of the capacitance of dummy cell B is set in the same direction as "0" was written.

読み出しはビット線17.ビット線22を“H”にプリ
チャージし、ドライブ線19、ダミードライブ線24を
1L″にし、選択ワード線18並びにダミーワード線2
3をH”にすることにより行われる。ビット線17から
メモリセルAに流れ込む電流を11、ビット線22から
ダミーセルに流れ込む電流をItとすると、ダミーセル
Bの容量21の面積がメモリセルAの容量16より小さ
いため、メモリセルAに書き込まれたデータが“1′″
のときは11<Ig、また、′O”の時はI+>Igと
なり、ビット線22のレベルは“1″読み出し時のピッ
1−m17のレベルと“O″読み出し時のビット線17
のレベルの中間になる。このレベル差をセンスアンプ2
5で増幅することにより読み出しが行われる。その後、
ドライブ線1  .9を“H゛からL′にすることによ
り、再書き込みが行われる。
Read bit line 17. The bit line 22 is precharged to "H", the drive line 19 and the dummy drive line 24 are set to 1L'', and the selected word line 18 and dummy word line 2 are
3 is set to H".If the current flowing from the bit line 17 to the memory cell A is 11, and the current flowing from the bit line 22 to the dummy cell is It, then the area of the capacitor 21 of the dummy cell B is the capacitance of the memory cell A. Since it is smaller than 16, the data written to memory cell A is "1'".
When it is 11<Ig, and when it is 'O', I+>Ig, and the level of the bit line 22 is the same as the level of pin 1-m17 when reading "1" and the level of bit line 17 when reading "O".
be in between the levels of. This level difference is detected by the sense amplifier 2.
Reading is performed by amplifying the signal at step 5. after that,
Drive line 1. Rewriting is performed by changing 9 from "H" to L'.

なお、第1図ではビット線17側にメモリセルAを、ビ
ット線22側にダミーセルBを接続した力士、これは本
発明の第2の実施例として第2図に示すように、センス
アンプ25の両側に設けるようにしてもよい、この時、
左・側のメモリセルが選択された時は右側のダミーセル
が、また、右側のメモリセルが選択された時は左側のダ
ミーセルが選択される。
In FIG. 1, a sumo wrestler has a memory cell A connected to the bit line 17 side and a dummy cell B connected to the bit line 22 side. It may be provided on both sides of the
When a memory cell on the left side is selected, a dummy cell on the right side is selected, and when a memory cell on the right side is selected, a dummy cell on the left side is selected.

以上のように、上記第1.第2の実施例によれば、ダミ
ーセルを構成する強誘電体で形成される容量の面積を半
分にしたので、1つ選択ゲートと1つの強誘電体からな
る容量で構成される1個のセルで1ビツトが構成でき、
大容量化が可能になる効果がある。
As mentioned above, the above 1. According to the second embodiment, since the area of the capacitor formed of the ferroelectric material constituting the dummy cell is halved, one cell composed of one selection gate and one capacitor made of ferroelectric material One bit can be composed of
This has the effect of increasing capacity.

しかしながら、上記第1及び第2の実施例ではメモリセ
ルにデータが書き込まれた直後に読み出された場合と、
充分時間がたってから読み出された場合とでは強誘電体
が形成された容量に残っている電荷量が異なるため、ビ
ット線の電位が異なってしまい読み出しマージンが狭く
なるという問題が生じる可能性がある。
However, in the first and second embodiments, there are two cases in which data is read out immediately after being written into a memory cell;
If the data is read after a sufficient amount of time has elapsed, the amount of charge remaining in the capacitor formed by the ferroelectric material will be different, so the potential of the bit line will be different and the problem of narrowing the read margin may occur. be.

・ そこで、本発明の第3の実施例としてさらに上記の
ような問題点を解消する不揮発性半導体記憶装置を示す
- Therefore, as a third embodiment of the present invention, a nonvolatile semiconductor memory device that further solves the above problems will be described.

木筆3の実施例の回路図は上記第2の実施例の第2図と
同じである。本実施例に関わるのは制御信号のタイミン
グであり、これを第3図に示す。
The circuit diagram of the embodiment of the wood brush 3 is the same as FIG. 2 of the second embodiment. What concerns this embodiment is the timing of the control signal, which is shown in FIG.

書き込みサイクルにおいても、読み出しサイクルにおい
ても最後に信号R3Tが印加され、ビットvA17並び
にビット線22が接地され、強誘電体に蓄積された電荷
が引き抜かれてから、ワード線が立ち下がることを特徴
としている。
The signal R3T is applied at the end of both the write cycle and the read cycle, the bit vA17 and the bit line 22 are grounded, and the word line falls after the charge accumulated in the ferroelectric is extracted. There is.

このような第3の実施例によれば、メモリセルの容量は
常に電荷が引き抜かれた状態に保たれるので、サイクル
タイムに依存することなく常に安定した読み出しができ
る効果がある。
According to the third embodiment, since the capacitance of the memory cell is always maintained in a state where the charge is extracted, there is an effect that stable reading can be performed at all times without depending on the cycle time.

また、さらにこの発明の第4の実施例を以下に示す。上
記各実施例ではダミーセルの容量を強誘電体で形成して
いるため、読み出し回数がダミーセルの疲労により制限
されるという問題点があった。即ち、強誘電体で形成さ
れる容量の書き換え回数はおよそ109〜10”である
が、ビット線に接続されているいかなるメモリセルの読
み出し時にもビット線に接続されているダミーセルの書
き換えが行われるため、例えば102個のメモリセルが
ビット線に接続されているとすると、読み出し回数が1
0’〜1010に減少してしまう。木筆4の実施例は上
記問題点を解消するためになされたものであり、第4図
にその回路図を示す0本実施例の特徴はダミーセルの容
量28を強誘電体以外のもので形成しているということ
である。容量28の容量値はメモリセルの強誘電体で形
成された容量16より大きく、分極を反転させるとき流
れ込む電流よりもダミーセルに流れ込む電流値が小さく
なるように設定されている。動作は上記第1の実施例の
場合の動作と同様である。
Further, a fourth embodiment of the present invention will be shown below. In each of the above embodiments, since the capacitance of the dummy cell is formed of a ferroelectric material, there is a problem that the number of readings is limited due to fatigue of the dummy cell. In other words, the number of times the capacitor formed of ferroelectric material is rewritten is approximately 109 to 10'', but when any memory cell connected to the bit line is read, the dummy cell connected to the bit line is rewritten. Therefore, for example, if 102 memory cells are connected to a bit line, the number of reads is 1.
It decreases to 0' to 1010. The embodiment of the wood brush 4 was made to solve the above problems, and the circuit diagram thereof is shown in FIG. This means that they are doing so. The capacitance value of the capacitor 28 is larger than the capacitor 16 formed of a ferroelectric material of the memory cell, and is set so that the current value flowing into the dummy cell is smaller than the current flowing when polarization is reversed. The operation is similar to that of the first embodiment.

このような木筆4の実施例では、ダミーセルの容量を強
誘電体以外の物質で形成するように構成したので、読み
出し回数がダミーセルの疲労で制限されなくなるという
効果がある。
In this embodiment of the wood pen 4, since the capacitance of the dummy cell is formed of a material other than ferroelectric material, there is an effect that the number of readings is not limited by fatigue of the dummy cell.

なお、上記第4の実施例では第4図に示すように、セン
スアンプ25の片側にメモリセルを、その反対側にダミ
ーセルを各1つずつ設けるようにしたが、これは上記第
2の実施例として第2図に示した構成と同様に、ダミー
セルとメモリセルをセンスアン25の両側に設け、左側
のメモリセルが選択された時は右側のダミーセルが、右
側のメモリセルが選択された時は左側のダミーセルが選
択されるようにしてもよい。
In the fourth embodiment, one memory cell is provided on one side of the sense amplifier 25 and one dummy cell is provided on the other side of the sense amplifier 25, as shown in FIG. 4, but this is different from the second embodiment. As an example, similar to the configuration shown in FIG. 2, dummy cells and memory cells are provided on both sides of the sense amplifier 25, and when the left memory cell is selected, the right dummy cell is selected, and when the right memory cell is selected, the dummy cell is provided. The dummy cell on the left may be selected.

また、さらには上記第4の実施例においても上記第3の
実施例として第3図に示したように、書き込みサイクル
、及び読み出しサイクルの最後に信号R3Tを印加し、
ビット線17並びにビット線22を接地し、容量に蓄積
された電荷を引き抜いてから、ワード線を立ち下げるよ
うにしてもよく、この場合においては上記第4の実施例
の効果に加えてさらに第3の実施例の効果と同様に、メ
モリセルの容量は常に電荷が引き抜かれた状態に保たれ
ることとなり、サイクルタイムに依存することなく常に
安定した読み出しができる効果がある。
Furthermore, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 3 as the third embodiment, the signal R3T is applied at the end of the write cycle and the read cycle,
The bit line 17 and the bit line 22 may be grounded to draw out the charge accumulated in the capacitance before the word line is brought down. In this case, in addition to the effects of the fourth embodiment, Similar to the effect of the third embodiment, the capacitance of the memory cell is always maintained in a state where the charge is extracted, and there is an effect that stable reading can be performed at all times without depending on the cycle time.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、メモリセルを選択トラン
ジスタと強誘電体で形成された容量とから構成するとと
もに、ダミーセルを選択トランジスタと強誘電体で形成
されその面積がメモリセルの容量よりも小さい容量とか
ら構成するようにしたので、1つ選択ゲートと1つの強
誘電体からなる容量で構成される1個のセルで1ビツト
が構成でき、大容量化が可能になる効果がある。また、
本発明によれば、メモリセルを選択トランジスタと強誘
電体で形成された容量とから構成するとともに、ダミー
セルを選択トランジスタと強誘電体以外の物質で形成さ
れその容量値がメモリセルの強誘電体で形成された容量
より大きい容量とから構成するようにしたので、上記の
効果に加えて読み出し回数がダミーセルの疲労で制限さ
れることがなくなり、常に安定した読み出しを行える効
果がある。さらには、上記各構成に加えて、そのソース
が接地されるとともにそのドレインがビット線、ビット
線に接続され、そのゲートに制御信号が入力されるトラ
ンジスタを設け、書き込みサイクル、読み出しサイクル
の最後に“H” (活性)とし、ワード線及びダミーワ
ード線を“L” (非活性)とするようにしたので、メ
モリセルの容量を常に電荷が引き抜かれた状態に保持で
き、上記各効果に加えてサイクルタイムに依存すること
なしに常に安定した読み出しを行うことができる効果が
ある。
As described above, according to the present invention, a memory cell is composed of a selection transistor and a capacitor formed of a ferroelectric material, and a dummy cell is formed of a selection transistor and a ferroelectric material, and its area is larger than the capacitance of the memory cell. Since the capacitance is made up of small capacitances, one bit can be made up of one cell made up of one select gate and one ferroelectric capacitor, which has the effect of making it possible to increase the capacitance. Also,
According to the present invention, a memory cell is formed of a selection transistor and a capacitor made of a ferroelectric material, and a dummy cell is formed of a selection transistor and a material other than a ferroelectric material, and its capacitance value is the same as that of the ferroelectric material of the memory cell. In addition to the above-mentioned effects, the number of read operations is no longer limited by fatigue of the dummy cells, and stable read operations can be performed at all times. Furthermore, in addition to each of the above configurations, a transistor is provided whose source is grounded, whose drain is connected to the bit line, and whose gate receives a control signal, and which is used at the end of the write cycle and read cycle. Since the word line and dummy word line are set to "H" (active) and the word line and dummy word line are set to "L" (inactive), the capacitance of the memory cell can always be maintained in a state where the charge is extracted. This has the advantage that stable reading can be performed at all times without depending on cycle time.

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

第1図はこの発明の第1の実施例による不揮発性半導体
記憶装置を示す図、第2図はこの発明の第2の実施例に
よる不揮発性半導体記憶装置を示す図、第3図はこの発
明の第3の実施例による不揮発性半導体記憶装置を示す
図、第4図はこの発明の第4の実施例による不揮発性半
導体記憶装置を示す図、第5図は従来例のメモリセル並
びに構成を示す図、第6図は強誘電体で形成した容量の
電流−電圧特性を示す図、第7図(al〜(f)は不揮
発性半導体記憶装置の読み出し、書き込み動作を説明す
るための図である。 図において、15.15a、15bはメ−T−IJ セ
ルの選択トランジスタ、16.16a、16bはメモリ
セルの容量、17はビット線、18.18a、18bは
ワード線、19.19a、19bはドライブ線、20.
20a、20bはダミーセルの選択トランジスタ、21
,21a、21bはダミーセルの容量、22はビット線
、23.23a。 23bはダミーワード線、24. 24 a、  24
 bはダミードライブ線、25はセンスアンプ、26゜
26a、26bはリセット用トランジスタ、27.  
。 27a、27bはリセット用信号、28は容量である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a diagram showing a non-volatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a non-volatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a non-volatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a memory cell and configuration of a conventional example. Figure 6 is a diagram showing the current-voltage characteristics of a capacitor formed of ferroelectric material, and Figures 7 (al to (f) are diagrams for explaining read and write operations of a nonvolatile semiconductor memory device. In the figure, 15.15a and 15b are selection transistors of the main T-IJ cell, 16.16a and 16b are memory cell capacitances, 17 is a bit line, 18.18a and 18b are word lines, 19.19a, 19b is a drive line, 20.
20a and 20b are selection transistors of dummy cells; 21
, 21a, 21b are capacitances of dummy cells, 22 is a bit line, and 23.23a. 23b is a dummy word line; 24. 24 a, 24
b is a dummy drive line, 25 is a sense amplifier, 26° 26a and 26b are reset transistors, 27.
. 27a and 27b are reset signals, and 28 is a capacitor. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)強誘電体で形成され、その一方の電極がドライブ
線に接続された第1の容量と、そのドレインがビット線
もしくは反転ビット線に接続され、ゲートがワード線に
接続されるとともに、ソースが上記第1の容量の他方の
電極に接続された第1の選択トランジスタとからなるメ
モリセルと、強誘電体で形成され、その面積が上記第1
の容量よりも小さく、その一方の電極がダミードライブ
線に接続された第2の容量と、そのドレインがビット線
もしくは反転ビット線に接続され、ゲートがダミーワー
ド線に接続されるとともに、ソースが上記第2の容量の
他方の電極に接続された第2の選択トランジスタとから
なるダミーセルとを備えたことを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
(1) A first capacitor formed of ferroelectric material, one electrode of which is connected to the drive line, its drain connected to the bit line or inverted bit line, and its gate connected to the word line; a memory cell consisting of a first selection transistor whose source is connected to the other electrode of the first capacitor, and a ferroelectric material, the area of which is
a second capacitor whose one electrode is connected to the dummy drive line, whose drain is connected to the bit line or inverted bit line, whose gate is connected to the dummy word line, and whose source is a dummy cell comprising a second selection transistor connected to the other electrode of the second capacitor.
(2)強誘電体で形成され、その一方の電極がドライブ
線に接続された第1の容量と、そのドレインがビット線
もしくは反転ビット線に接続され、ゲートがワード線に
接続されるとともに、ソースが上記第1の容量の他方の
電極に接続された第1の選択トランジスタとからなるメ
モリセルと、強誘電体で形成され、その面積が上記第1
の容量よりも小さく、その一方の電極がダミードライブ
線に接続された第2の容量と、そのドレインがビット線
もしくは反転ビット線に接続され、ゲートがダミーワー
ド線に接続されるとともに、ソースが上記第2の容量の
他方の電極に接続された第2の選択トランジスタとから
なるダミーセルと、そのソースが接地されるとともにそ
のドレインがビット線、及び反転ビット線に接続され、
そのゲートに書き込みサイクル、読み出しサイクルの最
後に“H”(活性)となり、その後、上記ワード線及び
上記ダミーワード線を“L”(非活性)とする制御信号
が入力されるトランジスタとを備えたことを特徴とする
不揮発性半導体記憶装置。
(2) a first capacitor formed of ferroelectric material, one electrode of which is connected to the drive line; its drain connected to the bit line or inverted bit line; and its gate connected to the word line; a memory cell consisting of a first selection transistor whose source is connected to the other electrode of the first capacitor, and a ferroelectric material, the area of which is
a second capacitor whose one electrode is connected to the dummy drive line, whose drain is connected to the bit line or inverted bit line, whose gate is connected to the dummy word line, and whose source is a dummy cell consisting of a second selection transistor connected to the other electrode of the second capacitor, the source of which is grounded, and the drain of which is connected to a bit line and an inverted bit line;
and a transistor whose gate receives a control signal that becomes "H" (active) at the end of a write cycle and a read cycle, and then sets the word line and the dummy word line to "L" (inactive). A nonvolatile semiconductor memory device characterized by:
(3)強誘電体で形成され、一方の電極がドライブ線に
接続された第1の容量と、そのドレインがビット線もし
くは反転ビット線に接続され、ゲートがワード線に接続
されるとともに、ソースが第1の容量の他方の電極に接
続された第1の選択トランジスタとからなるメモリセル
と、 強誘電体以外の物質で形成され、その容量値が上記第1
の容量より大きく、その一方の電極がダミードライブ線
に接続された第2の容量と、そのドレインがビット線も
しくは反転ビット線に接続され、ゲートがダミーワード
線に接続されるとともにソースが上記第2の容量の他方
の電極に接続された第2の選択トランジスタとからなる
ダミーセルとを備えたことを特徴とする不揮発性半導体
記憶装置。
(3) A first capacitor formed of a ferroelectric material and having one electrode connected to the drive line, its drain connected to the bit line or inverted bit line, its gate connected to the word line, and the source a first selection transistor connected to the other electrode of the first capacitor; and a memory cell formed of a material other than ferroelectric, the capacitance of which is
a second capacitor whose one electrode is connected to the dummy drive line, whose drain is connected to the bit line or the inverted bit line, whose gate is connected to the dummy word line, and whose source is connected to the dummy word line. and a second selection transistor connected to the other electrode of the second capacitor.
(4)強誘電体で形成され、一方の電極がドライブ線に
接続された第1の容量と、そのドレインがビット線もし
くは反転ビット線に接続され、ゲートがワード線に接続
されるとともに、ソースが第1の容量の他方の電極に接
続された第1の選択トランジスタとからなるメモリセル
と、 強誘電体以外の物質で形成され、その容量値が上記第1
の容量より大きく、その一方の電極がダミードライブ線
に接続された第2の容量と、そのドレインがビット線も
しくは反転ビット線に接続され、ゲートがダミーワード
線に接続されるとともにソースが上記第2の容量の他方
の電極に接続された第2の選択トランジスタと、 そのソースが接地されるとともにそのドレインがビット
線、及び反転ビット線に接続され、そのゲートに書き込
みサイクル、読み出しサイクルの最後に“H”(活性)
となり、その後、上記ワード線及び上記ダミーワード線
を“L”(非活性)とする制御信号が入力されるトラン
ジスタとを備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶
装置。
(4) A first capacitor formed of a ferroelectric material and having one electrode connected to the drive line, its drain connected to the bit line or inverted bit line, its gate connected to the word line, and the source a first selection transistor connected to the other electrode of the first capacitor; and a memory cell formed of a material other than ferroelectric, the capacitance of which is
a second capacitor whose one electrode is connected to the dummy drive line, whose drain is connected to the bit line or the inverted bit line, whose gate is connected to the dummy word line, and whose source is connected to the dummy word line. A second selection transistor is connected to the other electrode of the capacitance of 2, its source is grounded, its drain is connected to the bit line and the inverted bit line, and its gate is connected to the terminal at the end of the write cycle and the read cycle. “H” (active)
A non-volatile semiconductor memory device comprising: a transistor to which a control signal for setting the word line and the dummy word line to "L" (inactive) is input.
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